KR20210084304A - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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KR20210084304A
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히로시 아베
타카시 오타
타카아키 이시즈
켄지 코바야시
료 무라모토
세이 네고로
마나부 오쿠타니
와타루 사카이
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 처리액의 액막을 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 처리액의 비점 보다 낮은 온도로 상기 기판의 전체를 가열하여, 상기 액막을 보온하는 액막 보온 공정과, 상기 액막 보온 공정을 실행하면서, 조사 유닛으로부터 상기 기판의 상면의 중앙부에 설정되는 조사 영역에 광을 조사해 상기 기판을 가열하는 것으로, 상기 기판의 상면의 중앙부에 접하는 상기 처리액을 증발시켜, 상기 처리액을 보관유지하는 기상층을 상기 액막의 중앙부에 형성하는 기상층 형성 공정과, 상기 기상층에 의해 보관유지되는 상기 처리액을 배제하는 것으로, 상기 액막의 중앙부에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 회전축선의 주위에 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 액막 보온 공정 및 상기 기판 회전 공정을 실행하면서, 상기 기판의 주연부를 향해 상기 조사 영역을 이동시키는 것으로, 상기 액막의 내주연에 상기 기상층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 개구를 확대시키는 개구 확대 공정을 포함한다.The substrate processing method includes: a liquid film forming step of forming a liquid film of a processing liquid on an upper surface of a substrate; a liquid film warming step of heating the entire substrate to a temperature lower than a boiling point of the processing liquid to insulate the liquid film; By heating the substrate by irradiating light from an irradiation unit to an irradiation region set in the central portion of the upper surface of the substrate while performing the warming process, the processing liquid in contact with the central portion of the upper surface of the substrate is evaporated to evaporate the processing liquid a gaseous phase layer forming step of forming a gaseous layer to be held in the central portion of the liquid film; an opening forming step of forming an opening in the central portion of the liquid film by excluding the treatment liquid held by the gaseous phase layer; By moving the irradiation region toward the periphery of the substrate while performing a substrate rotation step of rotating the substrate around a line, and the liquid film warming step and the substrate rotation step, the gas phase layer is formed on the inner periphery of the liquid film. and an opening enlargement process of enlarging the opening while maintaining the formed state.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS
이 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 유기EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광학 자기디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등의 기판이 포함된다.The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for processing a substrate. The substrate to be processed includes, for example, a semiconductor wafer, a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for an FPD (Flat Panel Display) such as an organic EL (Electroluminescence) display device, a substrate for an optical disk, a substrate for a magnetic disk, and an optical magnetic disk. Substrates such as substrates for use, substrates for photomasks, ceramic substrates, and substrates for solar cells are included.
이 출원은, 2019년 12월 27일에 일본 특허청에 제출된 특원 2019-239589호 및 2020년 2월 28일에 일본 특허청에 제출된 특원 2020-034469호에 대응하고, 이들 출원의 전 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.This application corresponds to Japanese Patent Application No. 2019-239589, filed with the Japanese Patent Office on December 27, 2019 and Japanese Patent Application No. 2020-034469, filed with the Japanese Patent Office on February 28, 2020, the entire disclosure of these applications is here shall be incorporated by reference.
기판을 1매씩 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 스핀 척(Spin-Chuck)에 의해 거의 수평하게 보관유지된 기판에 대해서 약액(藥液)이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그에 따라, 기판 상의 약액이 린스액(Rinse liquid)으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제(排除)하기 위한 스핀 드라이 공정을 한다.In substrate processing by a single-wafer substrate processing apparatus that processes substrates one by one, for example, a chemical liquid is applied to a substrate held substantially horizontally by a spin chuck. this is supplied Thereafter, a rinse liquid is supplied to the substrate, whereby the chemical liquid on the substrate is replaced with a rinse liquid. Thereafter, a spin-drying step for removing the rinse liquid on the substrate is performed.
기판의 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 이에 따라, 기판의 건조 불량이 생길 위험이 있다. 패턴 내부에 들어간 린스액의 액면(液面)(공기와 액체의 계면)은, 패턴의 내부에 형성되므로, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면장력이 작용한다. 이 표면장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴(pattern collapse)가 일어나기 쉬워진다. 전형적인 린스액인 물은, 표면장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.When a pattern is formed on the surface of the substrate, there is a fear that the rinse liquid entering the inside of the pattern cannot be removed in the spin drying step. Accordingly, there is a risk that the substrate is defective in drying. Since the liquid level (interface between air and liquid) of the rinse liquid entering the pattern is formed inside the pattern, the surface tension of the liquid acts on the contact position between the liquid level and the pattern. When this surface tension is large, pattern collapse tends to occur. Since water, which is a typical rinsing liquid, has a large surface tension, the pattern collapse in the spin drying process cannot be ignored.
그래서, 물 보다 표면장력이 낮은 유기용제인 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol: IPA)을 공급하는 것이 제안되고 있다. 기판의 상면(上面)이 IPA로 처리되는 것에 의해, 패턴 내부에 들어간 물이 IPA로 치환된다. 그 후 IPA가 제거되는 것으로, 기판의 상면이 건조(乾燥)된다.Therefore, it has been proposed to supply isopropyl alcohol (IPA), which is an organic solvent having a lower surface tension than water. When the upper surface of the substrate is treated with IPA, the water entering the pattern is replaced with IPA. Thereafter, the IPA is removed, and the upper surface of the substrate is dried.
그런데, 근래 기판의 표면에는, 고집적화를 위해서 미세하고 애스펙트비(aspect ratio)가 높은 미세패턴(기둥상 패턴, 라인상 패턴 등)이 형성되고 있다. 미세하고 고 애스펙트비의 미세패턴은 도괴하기 쉽다. 그 때문에, IPA의 액막이 기판의 상면에 형성된 후, 미세패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 단축할 필요가 있다.However, on the surface of a substrate in recent years, fine patterns (eg, column-shaped patterns, line-shaped patterns, etc.) having a high aspect ratio and fine for high integration have been formed. Fine, high-aspect-ratio micropatterns are prone to collapse. Therefore, after the IPA liquid film is formed on the upper surface of the substrate, it is necessary to shorten the time the surface tension acts on the fine pattern.
그래서, 미국 특허출원 제2014/127908호 명세서에는, IPA의 기상층을 형성하는 기판 처리 방법이 제안되고 있다. 이 기판 처리 방법에서는, 히터에 의해 기판이 가열되는 것에 의해, IPA의 액막과 기판의 상면과의 사이에 IPA의 기상층(氣相層, Gas phase layer)이 형성된다. 이에 따라, 미세패턴의 내부가 기상(氣相, Gas phase)의 IPA로 채워지기 때문에, 미세패턴 내부의 IPA를 상측부터 서서히 증발시키는 방법과 비교해, 미세패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 짧게 할 수 있다.Therefore, in the specification of US Patent Application No. 2014/127908, a substrate processing method for forming a vapor phase layer of IPA is proposed. In this substrate processing method, when the substrate is heated by a heater, a gas phase layer of IPA is formed between the liquid film of IPA and the upper surface of the substrate. Accordingly, since the inside of the micropattern is filled with IPA in the gas phase, the time for which the surface tension acts on the micropattern can be shortened compared to the method of evaporating the IPA inside the micropattern slowly from the top. can
미국 특허출원공개 제2014/127908호 명세서에 기재된 기판 처리 방법에서는, IPA의 액막을 기판의 상면으로부터 부상(浮上)하여 기판의 상면에 접촉하지 않는 상태를 유지하면서, IPA의 액막이 기판 외부로 배제된다. 미국 특허출원공개 제2014/127908호 명세서에는, 기상층이 형성된 상태에서 IPA의 액막을 기판 외부로 배제하는 방법으로서, 예를 들어, 기판을 기울여 IPA의 액막을 미끄러 떨어뜨리는 방법(미국 특허출원공개 제2014/127908호 명세서의 도 11a~도 11c 참조)이나, IPA의 액막을 흡인 노즐로 흡인함으로써 IPA의 액막을 배제하는 방법(미국 특허출원공개 제2014/127908호 명세서의 도 12a~12c 참조) 등이 개시되어 있다.In the substrate processing method described in US Patent Application Publication No. 2014/127908, the liquid film of IPA floats from the upper surface of the substrate and maintains a state not in contact with the upper surface of the substrate, while the liquid film of IPA is excluded to the outside of the substrate . In the specification of US Patent Application Laid-Open No. 2014/127908, as a method of removing the liquid film of IPA to the outside of the substrate in a state in which the gas phase layer is formed, for example, a method of sliding the liquid film of IPA by tilting the substrate (US Patent Application Laid-Open) 11a to 11c of the specification of 2014/127908) or a method of excluding the liquid film of IPA by sucking the liquid film of IPA with a suction nozzle (refer to FIGS. 12a to 12c of the specification of U.S. Patent Application Publication No. 2014/127908) etc. are disclosed.
이들 방법에서는, IPA의 액막 전체가 기판의 상면으로부터 부상한 후에 액막을 배제하지 않으면, 기판의 상면에 IPA가 잔존할 우려가 있다. 그 때문에, 히터에 의해 기판을 충분히 가열할 필요가 있다. 반대로, 기판을 너무 가열하면, IPA의 액막 전체를 부상시키기 위해서 히터로 기판을 가열하는 동안에 IPA가 국소적으로 증발해 액막이 분열할 위험도 있다.In these methods, if the liquid film is not removed after the entire liquid film of IPA floats from the upper surface of the substrate, there is a risk that the IPA remains on the upper surface of the substrate. Therefore, it is necessary to sufficiently heat the substrate by the heater. Conversely, if the substrate is heated too much, there is also a risk that the IPA will evaporate locally while the substrate is heated with a heater in order to float the entire liquid film of the IPA, and the liquid film may break.
이 발명의 일 목적은, 기판의 상면으로부터 처리액을 배제할 때 처리액의 액막과 기판의 상면과의 사이에 기상층을 형성하는 구성에 있어서, 기판의 상면으로부터 처리액을 양호하게 배제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to form a gas phase layer between the liquid film of the processing liquid and the upper surface of the substrate when the processing liquid is removed from the upper surface of the substrate, so that the processing liquid can be favorably excluded from the upper surface of the substrate. To provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
이 발명의 다른 목적은, 패턴의 도괴를 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing method and substrate processing apparatus capable of suppressing pattern collapse.
이 발명의 일실시 형태는, 수평하게 보관유지된 기판의 상면에 처리액을 공급하여, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 처리액의 비점(boiling point) 보다 낮은 온도로 상기 기판의 전체를 가열함으로써, 상기 액막을 보온하는 액막 보온 공정과, 상기 액막 보온 공정을 실행하면서, 상기 기판의 상면에 대향하는 조사 유닛으로부터 상기 기판의 상면의 중앙부에 설정되는 조사 영역에 광을 조사해 상기 기판의 상면의 중앙부를 가열함으로써, 상기 기판의 상면의 중앙부에 접하는 상기 처리액을 증발시켜, 상기 기판의 상면에 접하여 상기 처리액을 보관유지하는 기상층(Gas phase layer)을 상기 액막의 중앙부에 형성하는 기상층 형성 공정과, 상기 기상층에 의해 보관유지되는 상기 처리액을 배제함으로써, 상기 액막의 중앙부에 개구(開口)를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 기판의 상면의 중앙부를 지나며 연직 방향으로 늘어나는 회전축선의 주위에 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 액막 보온 공정 및 상기 기판 회전 공정을 실행하면서, 상기 기판의 주연부(周緣部)를 향해 상기 조사 영역을 이동시킴으로써, 상기 액막의 내주연(內周緣)에 상기 기상층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 개구를 확대시키는 개구 확대 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a liquid film forming step of supplying a treatment liquid to an upper surface of a substrate held horizontally to form a liquid film of the treatment liquid on the upper surface of the substrate, and a boiling point of the treatment liquid. Irradiation set in the central portion of the upper surface of the substrate from an irradiation unit opposite to the upper surface of the substrate while performing the liquid film thermal insulation step of keeping the liquid film warm by heating the entire substrate to a lower temperature, and the liquid film thermal insulation step By irradiating light to the region and heating the central portion of the upper surface of the substrate, the processing liquid in contact with the central portion of the upper surface of the substrate is evaporated, and the processing liquid is stored in contact with the upper surface of the substrate (Gas phase layer) a gas phase layer forming step of forming in the central portion of the liquid film; an opening forming step of forming an opening in the central portion of the liquid film by excluding the processing liquid held by the gas phase layer; The irradiation area is moved toward the periphery of the substrate while the substrate rotating step of rotating the substrate around the rotation axis extending in the vertical direction passing through the central portion of the substrate, the liquid film warming step and the substrate rotating step are executed By doing so, there is provided a substrate processing method including an opening expanding step of expanding the opening while maintaining the state in which the gas phase layer is formed on the inner periphery of the liquid film.
이 방법에 의하면, 기판의 상면의 중앙부에 설정되는 조사 영역에 광이 조사되어 기판의 상면의 중앙부가 가열된다. 이에 따라, 기판의 상면의 중앙부에 접하는 처리액이 증발해, 기상층이 기판의 상면의 중앙부에 형성된다. 기상층이 형성되는 것으로, 기판의 상면의 중앙부로부터 액막이 부상(浮上)한다. 기판의 상면의 중앙부에 형성된 기상층에 의해 보관유지되는 처리액을 배제하는 것에 의해 액막의 중앙부에 개구가 형성된다. 개구가 형성된 후, 기판을 회전시키면서 가열 영역을 기판의 주연부를 향해 이동시키는 것에 의해, 액막의 내주연에 기상층이 형성된 상태를 유지하면서 개구가 확대된다. 바꿔 말하면, 기판의 상면으로부터 액막을 배제할 때, 기상층이 형성되어 있는 환상(環狀)의 영역(기상층 형성 영역)이, 개구의 확대와 함께 기판의 상면의 주연부를 향해 이동한다.According to this method, light is irradiated to the irradiation area set in the central part of the upper surface of the substrate, and the central part of the upper surface of the substrate is heated. As a result, the processing liquid in contact with the central portion of the upper surface of the substrate is evaporated, and a gas phase layer is formed in the central portion of the upper surface of the substrate. By forming the gas phase layer, the liquid film floats from the central portion of the upper surface of the substrate. An opening is formed in the central portion of the liquid film by excluding the processing liquid held by the gas phase layer formed in the central portion of the upper surface of the substrate. After the opening is formed, by moving the heating region toward the periphery of the substrate while rotating the substrate, the opening is enlarged while maintaining the state in which the gas phase layer is formed on the inner periphery of the liquid film. In other words, when the liquid film is removed from the upper surface of the substrate, the annular region in which the gas phase layer is formed (gas phase layer formation region) moves toward the periphery of the upper surface of the substrate as the opening expands.
따라서, 기판의 상면의 전역(全域)에 기상층이 형성된 후에 기상층에 보관유지되는 액막이 배제되는 방법과 비교해, 기상층이 형성되고 나서 기상층에 보관유지되는 처리액이 배제될 때까지의 시간을, 기판의 상면의 임의의 개소에 있어 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 개구의 형성 및 확대 시에, 기판의 전체가 과도하게 가열되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 처리액이 국소적으로 증발해 액막이 분열하는 것을 억제할 수 있다.Therefore, compared with the method in which the liquid film held in the gas phase layer is excluded after the gas phase layer is formed over the entire upper surface of the substrate, the time from the formation of the gas phase layer until the processing liquid stored in the gas phase layer is excluded can be shortened at any location on the upper surface of the substrate. Thereby, it can suppress that the whole board|substrate is heated excessively at the time of formation and expansion of an opening. Accordingly, it is possible to suppress the cracking of the liquid film due to local evaporation of the treatment liquid.
또, 개구의 형성 및 확대는, 처리액의 액막을 보온하면서 이루어진다. 그 때문에, 조사 영역에 있어 기상층을 신속하게 형성할 수 있다. 또, 기판의 상면에서 조사되고 있지 않은 비조사 영역(특히, 기판의 상면의 회전 중심 위치에 대해서 조사 영역과는 반대측의 영역)에서의 기판의 온도 저하를 억제할 수 있다. 그 때문에, 형성된 기상층이 기판의 회전에 의해 조사 영역 외부로 이동해 소실되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the formation and expansion of the opening is performed while keeping the liquid film of the processing liquid warm. Therefore, a gaseous-phase layer can be formed quickly in an irradiation area. In addition, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the substrate in the non-irradiated region not irradiated on the upper surface of the substrate (particularly, the region on the side opposite to the irradiated region with respect to the rotation center position of the upper surface of the substrate). Therefore, it can suppress that the formed gaseous-phase layer moves to the outside of an irradiation area and disappears by rotation of a board|substrate.
이상에 의해, 기판의 상면으로부터 처리액을 양호하게 배제할 수 있다. 그 결과, 처리액의 표면장력에 의한 패턴 도괴나 건조 불량에 의한 파티클 발생을 억제할 수 있다.As a result, the processing liquid can be favorably removed from the upper surface of the substrate. As a result, pattern collapse due to the surface tension of the treatment liquid or generation of particles due to poor drying can be suppressed.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 확대 공정이, 상기 기판의 상면에서 상기 액막이 형성되는 액막 형성 영역과, 상기 기판의 상면에서 상기 개구가 형성되는 개구 형성 영역에, 상기 조사 영역이 걸쳐서 배치되도록, 상기 개구의 확대에 추종하여 상기 조사 영역을 이동시키는 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, in the opening expansion step, the irradiation region is disposed so that the liquid film formation region in which the liquid film is formed on the upper surface of the substrate and the opening formation region in which the opening is formed on the upper surface of the substrate span and moving the irradiation area following the expansion of the opening.
액막에 개구가 형성된 상태에서 기판이 가열되면, 기판의 상면에서 개구가 형성된 영역에는 처리액이 존재하지 않기 때문에, 기판의 온도가 신속하게 상승한다. 그에 따라, 액막의 내주연 보다 내측(개구 형성 영역)과 액막의 내주연 보다 외측(액막 형성 영역)에서 온도차가 생긴다. 구체적으로는, 개구 형성 영역에서는 기판의 온도가 높고, 액막 형성 영역에서는 기판의 온도가 낮아진다. 이 온도차에 의해, 처리액이 저온측으로 이동하는 열 대류가 발생하므로, 개구가 확대되고, 그에 따라, 처리액이 기판 외부로 배제(排除)된다.When the substrate is heated in a state in which an opening is formed in the liquid film, since the processing liquid does not exist in the region where the opening is formed on the upper surface of the substrate, the temperature of the substrate rises rapidly. As a result, a temperature difference occurs inside the inner periphery of the liquid film (opening formation region) and outside the liquid film inner periphery (liquid film formation region). Specifically, the temperature of the substrate is high in the opening formation region, and the temperature of the substrate is low in the liquid film formation region. This temperature difference causes thermal convection in which the processing liquid moves to the low temperature side, so that the opening is enlarged, and thus the processing liquid is excluded to the outside of the substrate.
그 때문에, 액막 형성 영역과 개구 형성 영역에 조사 영역이 걸쳐서 배치되도록, 개구의 확대에 추종하여 조사 영역을 이동시키는 구성이면, 액막 형성 영역과 개구 형성 영역에서 충분한 온도차를 일으켜 액막 중에 열 대류를 발생시킬 수 있다.Therefore, if the irradiation region is moved in response to the expansion of the opening so that the irradiation region is arranged so that the liquid film formation region and the opening formation region span, a sufficient temperature difference is generated between the liquid film formation region and the opening formation region to generate thermal convection in the liquid film can do it
한편, 액막의 내주연을 충분한 열량으로 가열할 수도 있다. 따라서, 열량 부족에 의해 액막의 내주연에서 기상층이 형성되지 않는 사태나, 일단 형성된 기상층이 소실되어 처리액이 기판의 상면에 접촉하는 사태의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 액막의 내주연에 안정적으로 기상층을 형성할 수 있다.On the other hand, the inner periphery of the liquid film may be heated with a sufficient amount of heat. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which a gaseous phase layer is not formed on the inner periphery of the liquid film due to a lack of heat or a situation in which the gas phase layer once formed is lost and the processing liquid comes into contact with the upper surface of the substrate. That is, the gas phase layer can be stably formed on the inner periphery of the liquid film.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액막 보온 공정이, 상기 기판의 하면(下面)으로부터 이간한 위치에서 상기 기판의 하면에 대향하는 히터 유닛에 의해 상기 기판을 가열함으로써, 상기 액막을 보온하는 히터 가열 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, in the liquid film thermal insulation step, the substrate is heated by a heater unit facing the lower surface of the substrate at a position spaced apart from the lower surface of the substrate, thereby heating the liquid film by heating the heater. includes the process.
이 방법에 의하면, 기판은, 기판의 하면으로부터 이간한 위치에 배치된 히터 유닛에 의해 가열된다. 따라서, 히터 유닛의 구성에 관계없이, 예를 들어, 히터 유닛이 기판과 함께 회전할 수 없는 구성이어도, 개구를 확대시킬 때 기판을 용이하게 회전시킬 수 있다. 또, 기판에 히터 유닛을 접촉시키는 구성과 비교해, 기판의 전체를 적당한 정도로 가열할 수 있다. 게다가, 히터 유닛에 부착된 오염물이 기판에 전사(轉寫)되는 것을 억제할 수 있다.According to this method, the board|substrate is heated by the heater unit arrange|positioned at the position spaced apart from the lower surface of a board|substrate. Therefore, irrespective of the configuration of the heater unit, for example, even if the heater unit has a configuration in which it cannot rotate together with the substrate, the substrate can be easily rotated when the opening is enlarged. Moreover, compared with the structure in which a heater unit is made to contact a board|substrate, the whole board|substrate can be heated to a moderate degree. In addition, it is possible to suppress the transfer of contaminants adhering to the heater unit to the substrate.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액막 보온 공정이, 상기 기판의 하면의 중앙부에 가열 유체를 공급해 상기 기판을 가열함으로써, 상기 액막을 보온하는 유체 가열 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid film warming step includes a fluid heating step of heating the substrate by supplying a heating fluid to the central portion of the lower surface of the substrate to keep the liquid film warm.
개구가 확대될 때, 기판의 하면의 중앙부에 공급된 가열 유체는, 기판의 회전에 기인하는 원심력의 작용에 의해, 기판의 하면의 주연부를 향해 퍼진다. 그 때문에, 기판의 하면의 중앙부에 가열 유체를 공급하는 것만으로, 기판의 전체를 가열할 수 있다.When the opening is enlarged, the heating fluid supplied to the central portion of the lower surface of the substrate spreads toward the periphery of the lower surface of the substrate by the action of centrifugal force resulting from the rotation of the substrate. Therefore, the whole board|substrate can be heated only by supplying a heating fluid to the center part of the lower surface of a board|substrate.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 형성 공정이, 상기 기상층이 형성된 후에 상기 조사 영역을 상기 기판의 상면의 중앙부로 유지하는 것에 의해, 상기 액막의 중앙부에 상기 개구를 형성하는 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the opening forming step includes a step of forming the opening in the central portion of the liquid film by holding the irradiated region in the central portion of the upper surface of the substrate after the gas phase layer is formed. .
이 방법에 의하면, 기상층이 형성된 후에도 조사 영역이 기판의 상면의 중앙부로 유지된다. 그 때문에, 기상층이 형성된 후에도 기판의 상면의 중앙부가 가열되므로, 기상층에 보관유지되는 처리액의 증발이 촉진된다. 또, 기판의 상면에 있어서, 조사 영역과, 조사 영역 보다 외측의 영역의 사이에는 큰 온도차가 생긴다. 이 온도차에 기인하여, 기판의 상면에는, 중앙부로부터 주연부를 향해 흐르는 열 대류가 형성된다. 처리액의 증발 및 열 대류의 발생에 의해, 처리액의 액막의 중앙부에 개구를 신속하게 형성할 수 있다.According to this method, the irradiation area is maintained at the center of the upper surface of the substrate even after the gas phase layer is formed. Therefore, since the central portion of the upper surface of the substrate is heated even after the gas phase layer is formed, evaporation of the processing liquid held in the gas phase layer is promoted. Moreover, in the upper surface of a board|substrate, a large temperature difference arises between an irradiation area|region and the area|region outside the irradiation area|region. Due to this temperature difference, thermal convection flowing from the central portion toward the peripheral portion is formed on the upper surface of the substrate. By evaporation of the processing liquid and generation of thermal convection, an opening can be quickly formed in the central portion of the liquid film of the processing liquid.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기상층이 형성되어 있는 상기 액막의 중앙부를 향해 기체(氣體, gas)를 분사함으로써, 상기 개구의 형성을 촉진하는 개구 형성 촉진 공정을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the substrate processing method further includes an opening formation promoting step of accelerating the formation of the opening by injecting a gas toward a central portion of the liquid film in which the gas phase layer is formed. include
기상층이 형성되어 있는 상태에서는, 기판 상의 액막에 작용하는 마찰 저항은, 제로라고 볼 수 있을 만큼 작다. 기상층이 형성되어 있는 액막의 중앙부를 향해 기체를 분사하는 방법이면, 기판의 중앙부의 처리액을 신속하게 밀어낼 수 있다. 이에 따라, 개구의 형성을 촉진할 수 있다.In the state in which the gas phase layer is formed, the frictional resistance acting on the liquid film on the substrate is small enough to be considered zero. If the method is a method of spraying gas toward the central portion of the liquid film in which the gas phase layer is formed, the processing liquid in the central portion of the substrate can be rapidly pushed out. Thereby, formation of an opening can be accelerated|stimulated.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 액막의 내주연이 상기 기판의 상면의 주연부에 도달했을 때, 상기 기판의 상면에서 상기 액막의 내주연 보다 내측에 기체를 분사함으로써, 상기 개구의 확대를 촉진하는 확대 촉진 공정을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, in the substrate processing method, when the inner periphery of the liquid film reaches the periphery of the upper surface of the substrate, the gas is injected from the upper surface of the substrate to the inner side of the inner periphery of the liquid film, The method further includes an enlargement accelerating step of accelerating enlargement of the opening.
열 대류를 이용한 처리액의 이동에서는, 어느 정도까지 개구를 확대할 수 있지만, 기판의 상면의 주연부까지 개구의 외주연(外周緣)이 도달하면, 처리액의 이동이 정지할 우려가 있다. 보다 상세하게는, 개구의 외주연이 기판의 상면의 주연부에 도달하고 있는 상태에서는, 기판 상의 처리액의 전체 양이 적기 때문에, 개구 형성 영역과 액막 형성 영역에서의 기판의 온도차가 작아진다. 그 때문에, 처리액은 기판의 내측으로의 이동과 외측으로의 이동을 반복하는 평형 상태가 된다. 이 경우, 처리액이 기판의 내측으로 돌아올 때, 기상층이 소실된 기판의 상면에 처리액이 직접 접할 우려가 있다. 그 때문에, 처리액의 표면장력에 의한 패턴 도괴나 건조 불량에 의한 파티클이 생길 위험이 있다.In the movement of the processing liquid using thermal convection, the opening can be enlarged to a certain extent, but when the outer periphery of the opening reaches the periphery of the upper surface of the substrate, there is a fear that the movement of the processing liquid stops. More specifically, in a state in which the outer periphery of the opening reaches the periphery of the upper surface of the substrate, the total amount of the processing liquid on the substrate is small, so that the temperature difference between the substrate in the opening formation region and the liquid film formation region becomes small. Therefore, the processing liquid enters an equilibrium state in which the inward and outward movements of the substrate are repeated. In this case, when the processing liquid returns to the inside of the substrate, there is a fear that the processing liquid directly comes into contact with the upper surface of the substrate from which the gas phase layer is lost. Therefore, there is a risk of pattern collapse due to the surface tension of the treatment liquid or particles due to poor drying.
개구를 확대할 때, 기판은 회전하고 있다. 그 때문에, 액막에 작용하는 원심력이 충분히 크면 이 평형 상태를 해소할 수 있다. 그렇지만, 원심력이 충분히 크지 않은 경우에는, 평형 상태가 해소되지 않는다.When enlarging the aperture, the substrate is rotating. Therefore, if the centrifugal force acting on the liquid film is sufficiently large, this equilibrium state can be eliminated. However, if the centrifugal force is not large enough, the equilibrium state is not resolved.
그래서, 액막의 내주연이 기판의 상면의 주연부에 도달했을 때, 기판의 상면에서 상기 액막의 내주연 보다 내측에 기체를 분사하는 구성이면, 기체의 기세로 처리액을 기판의 외측으로 밀어내, 개구를 확대할 수 있다. 이에 따라, 처리액이 정지하지 않고 기판의 상면으로부터 배제된다. 패턴 도괴나 파티클의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.Therefore, when the inner periphery of the liquid film reaches the periphery of the upper surface of the substrate, if the gas is sprayed from the upper surface of the substrate to the inner side of the inner periphery of the liquid film, the force of the gas pushes the processing liquid to the outside of the substrate, The opening can be enlarged. Accordingly, the processing liquid is excluded from the upper surface of the substrate without stopping. It is possible to suppress or prevent pattern collapse or generation of particles.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 형성 공정에서, 상기 조사 유닛의 높이 위치를 이격 위치로 한 상태에서 상기 개구가 형성된다. 상기 기판 처리 방법이, 상기 개구가 형성된 후에, 상기 조사 유닛의 높이 위치를 상기 이격 위치 보다 상기 기판의 상면에 가까운 근접 위치로 변경하는 조사 유닛 근접 공정과, 상기 개구 확대 공정에서, 상기 조사 유닛의 높이 위치를 상기 근접 위치로 유지하면서 상기 조사 유닛을 상기 기판의 주연부를 향해 이동시키는 것에 의해, 상기 기판의 주연부를 향해 상기 조사 영역을 이동시키는 근접 이동 공정을 더 포함한다.In one Embodiment of this invention, in the said opening formation process, the said opening is formed in the state which made the height position of the said irradiation unit a spaced position. The substrate processing method includes an irradiation unit proximity step of changing a height position of the irradiation unit to a proximal position closer to the upper surface of the substrate than the separation position after the opening is formed; and moving the irradiation area toward the periphery of the substrate by moving the irradiation unit toward the periphery of the substrate while maintaining the height position at the proximal position.
이 방법에 의하면, 개구가 형성된 후에, 조사 유닛의 높이 위치가 이격 위치로부터 근접 위치로 변경된다. 그 때문에, 개구 형성 영역의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 온도차를 이용하여, 개구를 확대시킬 수 있다. 그 후, 개구를 확대시킬 때, 높이 위치를 근접 위치에 유지한 조사 유닛이 주연부로 이동된다. 그 때문에, 액막의 내주연에 충분한 열량을 주면서 개구를 확대시킬 수 있다.According to this method, after the opening is formed, the height position of the irradiation unit is changed from the spaced position to the proximity position. Therefore, the temperature of an opening formation area|region can be raised quickly. Accordingly, the opening can be enlarged by using the temperature difference. Then, when enlarging the opening, the irradiation unit holding the height position at the proximal position is moved to the periphery. Therefore, the opening can be enlarged while providing a sufficient amount of heat to the inner periphery of the liquid film.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 조사 유닛으로부터 조사되는 광이, 상기 처리액을 투과하는 파장을 가지고 있다. 그 때문에, 광을, 상기 기판의 상면에 양호하게 도달하게 할 수 있다. 처리액이 IPA인 경우, 처리액을 투과하는 파장은, 200nm~1100nm이다.In one embodiment of the present invention, the light irradiated from the irradiation unit has a wavelength that transmits the processing liquid. Therefore, light can be made to reach the upper surface of the said board|substrate favorably. When the processing liquid is IPA, the wavelength through which the processing liquid is transmitted is 200 nm to 1100 nm.
이 발명의 다른 실시 형태는, 기판을 수평하게 보관유지하는 기판 보관유지 유닛과, 수평하게 보관유지된 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 수평하게 보관유지된 상기 기판의 전체를 상기 처리액의 비점 보다 낮은 온도로 가열하는 기판 가열 유닛과, 수평하게 보관유지된 상기 기판의 상면에 대향하도록 구성되고, 상기 기판의 상면의 중앙부를 향해 광을 조사하는 조사 유닛과, 상기 조사 유닛을 수평 방향으로 이동시키는 이동 유닛과, 수평하게 보관유지된 상기 기판의 상면의 중앙부를 지나며 연직 방향으로 늘어나는 회전축선의 주위에 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 기판 가열 유닛, 상기 조사 유닛, 상기 이동 유닛, 및 상기 기판 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a substrate holding unit for horizontally holding a substrate, a processing liquid supply unit for supplying a processing liquid to an upper surface of the horizontally held substrate, and a horizontally held substrate. a substrate heating unit for heating the whole to a temperature lower than the boiling point of the processing liquid; an irradiation unit configured to face the upper surface of the substrate held horizontally and irradiating light toward a central portion of the upper surface of the substrate; a moving unit for moving the irradiation unit in a horizontal direction; a substrate rotation unit for rotating the substrate around a rotation axis extending in a vertical direction through a central portion of an upper surface of the substrate held horizontally; Provided is a substrate processing apparatus including a substrate heating unit, a controller for controlling the irradiation unit, the moving unit, and the substrate rotation unit.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지된 기판의 상면에, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 공급하여, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판 가열 유닛에 의해 상기 기판의 전체를 가열시키는 것으로 상기 액막을 보온하는 액막 보온 공정과, 상기 액막 보온 공정을 실행하면서, 상기 기판의 상면에 설정되는 조사 영역을 향해 상기 조사 유닛으로부터 광을 조사하는 것으로, 상기 기판의 상면의 중앙부에 접하는 상기 처리액을 증발시켜, 상기 기판의 상면에 접하여 상기 처리액을 보관유지하는 기상층을, 상기 액막의 중앙부에 형성하는 기상층 형성 공정과, 상기 기상층에 의해 보관유지되는 상기 처리액을 배제하여 상기 액막의 중앙부에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 액막 보온 공정 및 상기 기판 회전 공정을 실행하면서 상기 이동 유닛에 의해 상기 조사 유닛을 이동시켜 상기 기판의 주연부를 향해 상기 조사 영역을 이동시킴으로써, 상기 액막의 내주연에 상기 기상층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 개구를 확대시키는 개구 확대 공정을 실행하도록 프로그램 되어 있다.and a liquid film forming step in which the controller supplies a processing liquid from the processing liquid supply unit to the upper surface of the substrate held by the substrate holding unit to form a liquid film of the processing liquid on the upper surface of the substrate; A liquid film warming step of warming the liquid film by heating the entire substrate by the substrate heating unit, and irradiating light from the irradiation unit toward an irradiation area set on the upper surface of the substrate while performing the liquid film warming step a gas phase layer forming step of evaporating the processing liquid in contact with the central portion of the upper surface of the substrate and forming a gas phase layer in contact with the upper surface of the substrate and holding the processing liquid in the central portion of the liquid film; an opening forming step of forming an opening in a central portion of the liquid film by removing the treatment liquid held by the layer; a substrate rotating step of rotating the substrate by the substrate rotating unit; the liquid film warming step and the substrate rotation An opening expansion for expanding the opening while maintaining the state in which the vapor phase layer is formed on the inner periphery of the liquid film by moving the irradiation unit by the moving unit while executing the process to move the irradiation area toward the periphery of the substrate It is programmed to run the process.
이 장치에 의하면, 상술한 기판 처리 방법과 마찬가지의 효과를 나타낸다.According to this apparatus, the effect similar to the above-mentioned substrate processing method is exhibited.
이 발명의 다른 실시 형태는, 수평하게 보관유지된 기판의 상면이며 패턴이 형성된 상면에 처리액을 공급하여, 상기 처리액의 액막을, 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판의 상면의 중앙부에 상기 액막의 상측으로부터 광을 조사해, 상기 기판의 상면의 중앙부에 설정되며 상기 기판의 상면의 외주부에 설정되지 않는 가열 영역을 가열하여, 상기 가열 영역에 접하는 상기 처리액을 증발시키는 것에 의해, 상기 기판의 상면의 중앙부에, 상기 처리액과 상기 기판의 상면과의 사이에 증기층이 형성되고, 상기 증기층 상에 상기 액막이 보관유지된 증기층 형성부를 형성하는 증기층 형성부 형성 공정과, 상기 증기층 형성부가 상면의 중앙부에 형성되어 있는 상기 기판을, 상기 기판의 중앙부를 지나는 연직의 회전축선 주위에 회전시킴으로써, 상기 증기층 형성부를, 상기 액막에 형성된 구멍(穴)을 내측에 가지는 원환상(圓環狀)으로 하는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 기판의 외주를 향해 상기 가열 영역을 이동시켜 상기 증기층 형성부의 외주를 넓히고, 또 상기 구멍을 넓히는 것에 의해, 원환상의 상기 증기층 형성부를 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 증기층 형성부 이동 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a liquid film forming step of supplying a processing liquid to an upper surface of a substrate held horizontally and having a pattern formed thereon to form a liquid film of the processing liquid on the upper surface of the substrate; By irradiating light from the upper side of the liquid film to the central portion of the upper surface, heating a heating region set in the central portion of the upper surface of the substrate and not set in the outer periphery of the upper surface of the substrate to evaporate the processing liquid in contact with the heating region a vapor layer forming step in which a vapor layer is formed in a central portion of the upper surface of the substrate and between the processing liquid and the upper surface of the substrate, and a vapor layer forming portion in which the liquid film is held is formed on the vapor layer and rotating the substrate on which the vapor layer forming portion is formed in the central portion of the upper surface around a vertical rotation axis passing through the central portion of the substrate, so that the vapor layer forming portion is formed with a hole formed in the liquid film inside. In parallel with the substrate rotation step of having an annular shape, and in parallel with the substrate rotation step, the heating region is moved toward the outer periphery of the substrate to widen the outer periphery of the vapor layer forming section, and to widen the hole By doing so, there is provided a substrate processing method including a vapor layer forming part moving step of moving the annular vapor layer forming part toward the outer periphery of the substrate.
이 방법에 의하면, 기판의 상면의 중앙부에 액막의 상측으로부터 광이 조사되는 것에 의해, 기판의 상면의 중앙부에 설정되며 기판의 상면의 외주부에 설정되지 않는 가열 영역이 가열된다. 이에 따라, 가열 영역에 접하는 처리액이 증발해 증기층이 형성되고, 그 증기층 상(上)에 액막이 보관유지된다. 즉, 처리액과 기판의 상면과의 사이에 증기층이 형성되고, 증기층 상에 액막이 보관유지된 증기층 형성부가, 기판의 상면의 중앙부에 형성된다. 증기층 형성부에서, 액막이 기판의 상면으로부터 부상하고 있다.According to this method, by irradiating light from the upper side of the liquid film to the central portion of the upper surface of the substrate, a heating region set in the central portion of the upper surface of the substrate and not set in the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate is heated. Accordingly, the processing liquid in contact with the heating region is evaporated to form a vapor layer, and a liquid film is held on the vapor layer. That is, a vapor layer is formed between the processing liquid and the upper surface of the substrate, and the vapor layer forming portion in which the liquid film is held on the vapor layer is formed in the central portion of the upper surface of the substrate. In the vapor layer forming portion, the liquid film is floating from the upper surface of the substrate.
그 상태에서 기판이 회전함으로써 구멍이 형성되고, 증기층 형성부의 액막과 구멍의 사이, 즉, 증기층 형성부의 액막의 내주에 기액 계면(gas-liquid interface)이 형성된다. 또, 기판의 회전에 의해, 증기층 형성부가 원환상을 이룬다. 그리고, 원환상의 증기층 형성부의 외주가 넓어지고 또 구멍이 넓어지는 것에 의해, 원환상의 증기층 형성부가 기판의 외주를 향해 이동한다. 원환상의 증기층 형성부의 이동에 의해, 증기층 형성부의 액막의 내주에 있는 기액 계면을 패턴에 접촉시키지 않고, 증기층 형성부의 액막을 이동시킬 수 있다. 증기층 형성부의 내주가 기판의 외주까지 넓어지는 것으로, 기판의 상면의 전역으로부터, 액막을 양호하게 배제할 수 있다. 기판 상의 패턴에 미치는 처리액의 표면장력을 억제하면서 기판 상에서 액막을 배제할 수 있으므로, 패턴의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.In this state, the substrate is rotated to form a hole, and a gas-liquid interface is formed between the liquid film of the vapor layer forming portion and the hole, that is, on the inner periphery of the liquid film of the vapor layer forming portion. Moreover, by rotation of a board|substrate, a vapor|vapor layer formation part forms an annular shape. And the annular vapor layer forming part moves toward the outer periphery of a board|substrate by the outer periphery of an annular vapor layer forming part widening and a hole widening. By moving the annular vapor layer forming part, the liquid film of the vapor layer forming part can be moved without contacting the pattern with the gas-liquid interface on the inner periphery of the liquid film of the vapor layer forming part. By extending the inner periphery of the vapor layer forming portion to the outer periphery of the substrate, the liquid film can be favorably removed from the entire upper surface of the substrate. Since the liquid film can be excluded on the substrate while suppressing the surface tension of the processing liquid on the pattern on the substrate, the collapse of the pattern can be suppressed or prevented.
또, 기판을 회전시키면서 증기층 형성부를 이동시키므로, 기판의 외주부에 도달한 증기층 형성부에 대해, 기판의 회전에 의한 원심력을 작용시키는 것이 가능하다. 기판의 외주부에 작용하는 원심력에 의해 기판의 외주부에서의 처리액의 잔류를 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 기판의 외주부에서의 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.Further, since the vapor layer forming portion is moved while the substrate is rotated, it is possible to apply a centrifugal force due to the rotation of the substrate to the vapor layer forming portion reaching the outer periphery of the substrate. Because the centrifugal force acting on the outer periphery of the substrate can suppress or prevent the processing liquid from remaining in the outer periphery of the substrate, the occurrence of defects in the outer periphery of the substrate can be suppressed or prevented.
또, 광의 조사 개시에 의해 기판에의 가열이 개시되기 때문에, 광을 조사하는 이외의 기간에서 기판이 가열되지 않는다. 그 때문에, 기판의 가열을 필요로 하지 않는 처리에서의 열 영향을 배제 또는 저감할 수 있다.Moreover, since heating to a board|substrate is started by the start of light irradiation, a board|substrate is not heated in the period other than light irradiation. Therefore, the thermal influence in the process which does not require heating of a board|substrate can be excluded or reduced.
또, 기판의 상면의 중앙부에 가열 영역을 마련하는 것으로, 기판의 상면의 중앙부에 증기층 형성부를 형성하고, 그 증기층 형성부를 기판의 외주를 향해 이동시킨다. 가열 영역이 기판의 상면의 일부에만 설정되어 있으므로, 기판의 상면의 전역을 가열하는 경우와 비교해, 가열 영역이 작은 면적으로 충분하다. 그 때문에, 가열 영역의 전역을 양호하게 가열하는 것이 가능하다. 이에 따라, 증기층 형성부의 전역에서 액막을 양호하게 부상시키는 것이 가능하다.Further, by providing a heating region in the central portion of the upper surface of the substrate, a vapor layer forming portion is formed in the central portion of the upper surface of the substrate, and the vapor layer forming portion is moved toward the outer periphery of the substrate. Since the heating region is set only on a part of the upper surface of the substrate, a small area of the heating region is sufficient as compared with the case of heating the entire upper surface of the substrate. Therefore, it is possible to heat the whole area of a heating area favorably. Accordingly, it is possible to favorably float the liquid film over the entire vapor layer forming portion.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 증기층 형성부 형성 공정이, 상기 기판의 상면의 중앙부에 광을 조사해, 상기 기판의 상면의 중앙부에 설정되며 상기 기판의 상면의 외주부에 설정되지 않는 제1 가열 영역을 가열하여, 상기 증기층 형성부를 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 기판 처리 방법이, 상기 증기층 형성부 이동 공정에 병행하여, 상기 기판의 상면에 광을 조사해, 상기 기판의 상면에서 상기 기판의 회전 방향에 관하여 상기 제1 가열 영역과 적어도 일부가 중복하지 않는 제2 가열 영역을 가열하여, 상기 증기층 형성부에의 가열을 보조하는 보조 가열 공정을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, in the step of forming the vapor layer forming portion, light is irradiated to the central portion of the upper surface of the substrate, and the first heating is set in the central portion of the upper surface of the substrate and is not set in the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate. and heating the region to form the vapor layer forming portion. Then, in the substrate processing method, in parallel to the step of moving the vapor layer forming unit, light is irradiated to the upper surface of the substrate, and at least a part of the first heating region overlaps with respect to the rotation direction of the substrate on the upper surface of the substrate. The method further includes an auxiliary heating step of heating a second heating region that is not used to assist heating of the vapor layer forming unit.
이 방법에 의하면, 제1 가열 영역이 가열되는 것으로, 기판의 상면의 중앙부에 증기층 형성부가 형성된다. 기판의 외주부에서는 기판의 주속(周速, Peripheral velocity)이 빠르기 때문에, 제1 가열 영역을 기판의 외주부에 배치하면, 광의 조사에 의해 기판에 부여되는 단위면적 당 열량이 저하한다. 증기층 형성부를 기판의 외주를 향해 이동시킬 수 있도록, 제1 가열 영역을 기판의 외주를 향해 이동시키면, 기판에 부여되는 단위면적 당 열량이 저하하여, 증기층 형성부의 전역에서의 액막의 부상(浮上)을 실현할 수 없을 우려가 있다. 증기층 형성부 중 적어도 내주 전역에서 액막이 부상하지 않으면, 증기층 형성부의 액막의 내주에 있는 기액 계면이 패턴에 접촉해, 패턴이 도괴할 위험이 있다.According to this method, the vapor layer forming portion is formed in the central portion of the upper surface of the substrate by heating the first heating region. Since the peripheral velocity of the substrate is high at the outer periphery of the substrate, when the first heating region is disposed on the outer periphery of the substrate, the amount of heat per unit area imparted to the substrate by irradiation with light decreases. When the first heating region is moved toward the outer periphery of the substrate so that the vapor layer forming unit can be moved toward the outer periphery of the substrate, the amount of heat per unit area imparted to the substrate decreases, causing the liquid film to rise (浮上) may not be feasible. If the liquid film does not float on at least the entire inner periphery of the vapor layer forming portion, the gas-liquid interface on the inner periphery of the liquid film of the vapor layer forming portion may come into contact with the pattern and the pattern may collapse.
이 방법에서는, 광의 조사에 의해, 기판의 회전 방향에 관하여 적어도 일부가 중복하지 않는 제1 가열 영역 및 제2 가열 영역이 가열된다. 즉, 가열 영역의 합계 면적을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 기판에 부여되는 단위면적 당 열량을 높게 유지할 수 있다. 그러므로, 증기층 형성부가 기판의 외주를 향해 이동하고 있는 경우에도, 증기층 형성부의 전역에서 액막이 부상하고 있는 상태를 유지하는 것이 가능하다. 증기층 형성부의 내주 전역에서 액막을 부상시키면서 증기층 형성부를 이동시키므로, 기액 계면이 패턴에 접촉해 패턴이 도괴하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.In this method, the first heating region and the second heating region that do not overlap at least in part with respect to the rotation direction of the substrate are heated by irradiation of light. That is, the total area of the heating region can be increased. Accordingly, it is possible to maintain a high amount of heat per unit area applied to the substrate. Therefore, even when the vapor layer forming portion is moving toward the outer periphery of the substrate, it is possible to maintain the state in which the liquid film is floating over the entire area of the vapor layer forming portion. Since the vapor layer forming section is moved while floating the liquid film over the entire inner periphery of the vapor layer forming section, it is possible to reliably prevent the pattern from collapsing due to the gas-liquid interface contacting the pattern.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 증기층 형성부 이동 공정이, 상기 제1 가열 영역 및 상기 제2 가열 영역의 적어도 일방을 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the step of moving the vapor layer forming portion includes a step of moving at least one of the first heating region and the second heating region toward the outer periphery of the substrate.
이 방법에 의하면, 제1 가열 영역 및 제2 가열 영역의 적어도 일방이 기판의 외주를 향해 이동하는 것에 의해, 증기층 형성부의 외주를 넓힐 수 있다. 이에 따라, 증기층 형성부의 외주를 양호하게 넓힐 수 있다.According to this method, when at least one of a 1st heating area|region and a 2nd heating area|region moves toward the outer periphery of a board|substrate, the outer periphery of a vapor|steam layer formation part can be widened. Thereby, the outer periphery of a vapor layer forming part can be expanded favorably.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 증기층 형성부 이동 공정이, 상기 제1 가열 영역 및 상기 제2 가열 영역의 쌍방을 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the step of moving the vapor layer forming part includes a step of moving both of the first heating region and the second heating region toward the outer periphery of the substrate.
이 방법에 의하면, 제1 가열 영역 및 제2 가열 영역의 쌍방이 기판의 외주를 향해 이동하는 것에 의해, 증기층 형성부의 외주를 넓힐 수 있다. 이 경우, 제1 가열 영역 및 제2 가열 영역의 쌍방을 가열하는 것에 의해, 증기층 형성부를 가열하면서, 그 증기층 형성부를 기판의 외주를 향해 이동할 수 있다. 이에 따라, 증기층 형성부의 전역에서 액막이 부상하고 있는 상태를 유지하면서, 증기층 형성부의 외주를 넓힐 수 있다.According to this method, when both the 1st heating area|region and the 2nd heating area|region move toward the outer periphery of a board|substrate, the outer periphery of a vapor|steam layer formation part can be widened. In this case, by heating both of the first heating region and the second heating region, the vapor layer forming unit can be moved toward the outer periphery of the substrate while heating the vapor layer forming unit. Thereby, the outer periphery of the vapor layer forming section can be widened while maintaining the state in which the liquid film is floating over the entire area of the vapor layer forming section.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 증기층 형성부 이동 공정이, 상기 증기층 형성부의 내주에 대해 내측에 설정된 분사 영역을 향해 기체를 분사(吹付, spray)하는 분사 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the vapor layer forming portion moving step includes a spraying step of spraying a gas toward a spraying area set inside the vapor layer forming portion with respect to the inner periphery.
이 방법에 의하면, 증기층 형성부의 내주에 대해 내측에 설정된 분사 영역에 기체가 분사되는 것에 의해, 증기층 형성부의 내주가 기판의 외주를 향해 밀린다. 증기층 형성부에서는, 기판 상의 액막에 작용하는 마찰 저항이 제로라고 볼 수 있을 만큼 작기 때문에, 기체의 흐름에 의한 작은 압력에 의해, 증기층 형성부의 내주, 즉, 구멍의 외연을, 기판의 외주를 향해 스무스(smooth)하게 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 구멍을 스무스하게 넓힐 수 있다.According to this method, the inner periphery of the vapor layer forming part is pushed toward the outer periphery of the substrate by the gas being injected into the injection region set inside with respect to the inner periphery of the vapor layer forming part. In the vapor layer forming portion, since the frictional resistance acting on the liquid film on the substrate is small enough to be considered zero, the inner periphery of the vapor layer forming portion, that is, the outer periphery of the hole, is formed by the small pressure caused by the gas flow, that is, the outer periphery of the substrate. It can be moved smoothly toward Thereby, the hole can be expanded smoothly.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 분사 영역이, 상기 가열 영역에 대해, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 설정되어 있다.In one embodiment of this invention, the said injection area|region is set with respect to the said heating area|region, and the upstream of the rotation direction of the said board|substrate.
이 방법에 의하면, 분사 영역이 가열 영역에 대해 기판의 회전 방향의 상류측에 설정되어 있으므로, 발생하는 기류의 영향을 최소한으로 억제하면서, 증기층 형성부의 내주에 기체를 분사할 수 있다. 이에 따라, 증기층 형성부의 내주를 양호하게 확대시킬 수 있다.According to this method, since the injection region is set on the upstream side in the rotational direction of the substrate with respect to the heating region, gas can be injected into the inner periphery of the vapor layer forming portion while minimizing the influence of the generated airflow. Thereby, the inner periphery of a vapor|steam layer formation part can be enlarged favorably.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 분사 영역이, 상기 가열 영역 보다 작고, 상기 분사 영역의 전역(全域)이, 상기 가열 영역의 외연의 내측에 배치되어 있다.In one embodiment of this invention, the said injection area|region is smaller than the said heating area|region, and the whole area of the said injection area is arrange|positioned inside the outer edge of the said heating area|region.
이 방법에 의하면, 분사 영역의 전역이 가열 영역의 외연의 내측에 배치되어 있으므로, 가열 영역의 가열에 의해 형성된 증기층 형성부에 확실하게 기체를 분사할 수 있다.According to this method, since the entire area of the injection region is disposed inside the outer edge of the heating region, the gas can be reliably injected into the vapor layer forming portion formed by heating the heating region.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 분사 공정에 병행하여, 상기 분사 영역을, 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 분사 영역 이동 공정을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the substrate processing method further includes a spraying region moving step of moving the spraying region toward the outer periphery of the substrate in parallel to the spraying step.
이 방법에 의하면, 분사 영역을 이동시키는 것에 의해, 증기층 형성부의 내주가 기판의 외주를 향해 밀린다. 분사 영역에의 분사를 실시하면서 분사 영역을 이동시키므로, 증기층 형성부의 내주 위치, 즉, 구멍의 외연 위치를 고정밀도(高精度)로 제어할 수 있다. 이에 따라, 구멍의 외연을 고정밀도로 제어하면서, 구멍을 넓힐 수 있다.According to this method, the inner periphery of the vapor layer forming portion is pushed toward the outer periphery of the substrate by moving the injection region. Since the injection region is moved while spraying to the injection region, the inner peripheral position of the vapor layer forming portion, ie, the outer edge position of the hole, can be controlled with high precision. Thereby, a hole can be widened, controlling the outer edge of a hole with high precision.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 분사 공정이, 상기 증기층 형성부의 내주에 대해 내측에 설정된 제1 분사 영역을 향해 기체를 분사하는 제1 분사 공정과, 상기 제1 분사 공정에 병행하여, 상기 증기층 형성부의 내주에 대해 내측에 설정되고, 상기 기판의 회전 방향에 관하여 상기 제1 분사 영역과 이간하는 제2 분사 영역을 향해 기체를 분사하는 제2 분사 공정을 포함한다. 그리고, 상기 분사 영역 이동 공정이, 상기 제1 분사 공정에 병행하여, 상기 제1 분사 영역을 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 제1 분사 영역 이동 공정과, 상기 제2 분사 공정에 병행하여, 상기 제2 분사 영역을 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 제2 분사 영역 이동 공정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the spraying step includes a first spraying step of spraying a gas toward a first spraying region set inside with respect to the inner periphery of the vapor layer forming portion, and in parallel with the first spraying step, and a second jetting step of jetting gas toward a second jetting region which is set inside with respect to the inner periphery of the vapor layer forming portion and is spaced apart from the first jetting region with respect to the rotational direction of the substrate. The injection region moving step may include a first injection region moving step of moving the first injection region toward the outer periphery of the substrate in parallel with the first injection process, and a first injection region moving step of moving the first injection region toward the outer periphery of the substrate, and the second injection process, and a second ejection region moving step of moving the second ejection region toward the outer periphery of the substrate.
이 방법에 의하면, 증기층 형성부의 이동에 있어서, 제1 분사 영역 및 제2 분사 영역의 쌍방이 기판의 외주를 향해 이동된다. 기판의 회전 방향으로 이간하는 복수의 영역에서 기체가 분사되는 것에 의해 구멍이 확대되므로, 증기층 형성부의 내주 위치, 즉, 구멍의 외연 위치를 보다 한층 고정밀도로 제어하면서, 구멍을 넓힐 수 있다.According to this method, in the movement of the vapor layer forming portion, both the first injection region and the second injection region are moved toward the outer periphery of the substrate. Since the hole is enlarged by spraying the gas in a plurality of regions spaced apart in the rotational direction of the substrate, the hole can be widened while controlling the inner peripheral position of the vapor layer forming portion, that is, the outer edge position of the hole, more precisely.
또, 이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 증기층 형성부의 상기 액막에 기체를 분사하여 상기 처리액을 부분적으로 배제(排除)함으로써, 상기 증기층 형성부의 상기 액막에 상기 구멍을 형성하는 공정을 더 포함한다.Further, in one embodiment of the present invention, in the substrate processing method, in parallel to the substrate rotation step, a gas is sprayed onto the liquid film of the vapor layer forming part to partially remove the processing liquid, so that the vapor The method further includes the step of forming the hole in the liquid film of the layer forming part.
이 방법에 의하면, 증기층 형성부의 액막에 기체가 분사되는 것에 의해, 증기층 형성부의 액막으로부터 처리액이 부분적으로 배제되어 구멍이 형성된다. 기체의 분사에 의해 구멍을 확실하게 형성할 수 있다.According to this method, when the gas is injected into the liquid film of the vapor layer forming unit, the processing liquid is partially excluded from the liquid film of the vapor layer forming unit, and a hole is formed. The hole can be reliably formed by the injection of gas.
또, 이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 가열 영역에 조사되는 광이 상기 처리액을 투과 가능한 파장을 가지고 있다. 이 경우, 광을, 상기 기판의 상면에 양호하게 도달하게 할 수 있다. 처리액이 유기용제(예를 들어, IPA)인 경우, 이러한 파장으로서, 200nm~1100nm를 예로 들 수 있다.Moreover, in one embodiment of this invention, the light irradiated to the said heating area|region has a wavelength which can transmit the said processing liquid. In this case, light can be made to reach the upper surface of the said board|substrate favorably. When the treatment liquid is an organic solvent (eg, IPA), 200 nm to 1100 nm may be exemplified as such a wavelength.
또, 이 발명의 다른 실시 형태는, 표면에 패턴이 형성된 기판을 수평하게 보관유지하는 기판 보관유지 유닛과, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지되어 있는 상기 기판을, 상기 기판의 중앙부를 지나는 연직의 회전축선 주위에 회전시키기 위한 기판 회전 유닛과, 처리액 노즐을 가지고, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지되어 있는 상기 기판의 상면에, 상기 처리액 노즐로부터 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 유닛과, 발광부를 가지고, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지되어 있는 상기 기판의 상면을 향해 상기 발광부로부터 광을 조사하기 위한 램프 히터와, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지되어 있는 상기 기판의 상면에서 상기 램프 히터에 의한 광의 조사에 의해 가열되는 가열 영역을, 상기 기판의 상면 내에서 이동시키기 위한 가열 영역 이동 유닛과, 기체 토출구(吐出口)를 가지는 기체 노즐을 가지고, 상기 기판 보관유지 유닛에 보관유지되어 있는 상기 기판의 상면에, 상기 기체 노즐로부터 기체를 분사하기 위한 분사 유닛과, 상기 기판 회전 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 램프 히터, 상기 가열 영역 이동 유닛 및 상기 분사 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛에 의해 상기 표면인 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하여, 상기 처리액의 액막을, 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판의 상면의 중앙부에 상기 램프 히터에 의해 상기 액막의 상측으로부터 광을 조사해, 상기 기판의 상면의 중앙부에 설정되며 상기 기판의 상면의 외주부에 설정되지 않는 가열 영역을 가열하여, 상기 가열 영역에 접하는 상기 처리액을 증발시키는 것에 의해, 상기 기판의 상면의 중앙부에, 상기 처리액과 상기 기판의 상면과의 사이에 증기층이 형성되고, 상기 증기층 상에 상기 액막이 보관유지된 증기층 형성부를 형성하는 증기층 형성부 형성 공정과, 상기 증기층 형성부가 상면의 중앙부에 형성되어 있는 상기 기판을, 상기 기판 회전 유닛에 의해, 상기 회전축선 주위에 회전시키는 것으로, 상기 증기층 형성부를, 상기 액막에 형성된 구멍을 내측에 가지는 원환상으로 하는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 가열 영역 이동 유닛에 의해 상기 기판의 외주를 향해 상기 가열 영역을 이동시켜 상기 증기층 형성부의 외주를 넓히고, 상기 분사 유닛 및 상기 기판 회전 유닛의 적어도 일방에 의해 상기 구멍을 넓히는 것으로, 상기 증기층 형성부를 상기 기판의 외주를 향해 이동시키는 증기층 형성부 이동 공정을 실행하도록 프로그램 되어 있다.Further, another embodiment of the present invention is a substrate holding unit for horizontally holding a substrate having a pattern formed on its surface, and the substrate held in the substrate holding unit in a vertical direction passing through the central portion of the substrate. a processing liquid supply unit having a substrate rotation unit for rotating about a rotation axis, a processing liquid nozzle, and supplying a processing liquid from the processing liquid nozzle to an upper surface of the substrate held in the substrate holding unit; a lamp heater having a light emitting unit and irradiating light from the light emitting unit toward the upper surface of the substrate held in the substrate holding unit; It has a heating region moving unit for moving a heating region heated by irradiation of light by a lamp heater within the upper surface of the substrate, and a gas nozzle having a gas outlet, and is held in the substrate holding unit. an injection unit for injecting gas from the gas nozzle onto the upper surface of the substrate, and a controller for controlling the substrate rotation unit, the processing liquid supply unit, the lamp heater, the heating region moving unit, and the injection unit. It provides a substrate processing apparatus comprising. a liquid film forming step in which the controller supplies the treatment liquid to the upper surface of the substrate, which is the surface, by the treatment liquid supply unit to form a liquid film of the treatment liquid on the upper surface of the substrate; By irradiating light from the upper side of the liquid film by the lamp heater to the central portion, a heating region set in the central portion of the upper surface of the substrate and not set in the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate is heated, and the processing liquid in contact with the heating region By evaporating, a vapor layer is formed in the central portion of the upper surface of the substrate between the processing liquid and the upper surface of the substrate, and a vapor layer forming part in which the liquid film is held is formed on the vapor layer. a sub-forming step, and rotating the substrate on which the vapor layer forming section is formed in the central portion of the upper surface, by the substrate rotating unit, around the rotation axis, so that the vapor layer forming section moves inside the hole formed in the liquid film. In parallel to the substrate rotating process having an annular shape, and in parallel with the substrate rotating process, the heating region is moved toward the outer periphery of the substrate by the heating region moving unit to widen the periphery of the vapor layer forming part, and the injection unit and a vapor layer forming unit moving step of moving the vapor layer forming unit toward the outer periphery of the substrate by widening the hole by at least one of the substrate rotating unit.
본 발명에서의 상술의, 또는, 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시 형태의 설명에 의해 명확히 한다.The above-mentioned or another object, characteristic, and effect in this invention are made clear by description of embodiment described next with reference to an accompanying drawing.
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 레이아웃을 도시한 모식적인 평면도이다.
도 2는, 처리대상의 기판의 표면의 단면(斷面)의 확대도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 도시한 모식적인 부분 단면도이다.
도 4는, 상기 처리 유닛에 구비되는 램프 유닛의 종단면도이다.
도 5는, 상기 램프 유닛을 하측에서 본 도면이다.
도 6은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a~도 8f는, 상기 기판 처리의 양태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9a~도 9d는, 상기 기판 처리 중의 기판의 상면에 형성되는 영역에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 조사 유닛의 종단면도이다.
도 11은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 조사 유닛을 하측에서 본 도면이다.
도 12a~도 12d는, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 양태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 도시한 모식적인 부분 단면도이다.
도 14a~도 14d는, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 양태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15a는, 이 발명의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 상측에서 본 모식도이다.
도 15b는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 측방(側方)에서 본 모식도이다.
도 16은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평하게 본 모식도이다.
도 17은, 도 16에 도시한 스핀 베이스 및 이에 관련된 구성을 상측에서 본 모식도이다.
도 18은, 도 16에 도시한 상면 헤드의 모식적인 종단면도이다.
도 19는, 상기 상면 헤드를 하측에서 본 모식도이다.
도 20은, 도 16에 도시한 제2 램프 히터의 모식적인 종단면도이다.
도 21은, 상기 제2 램프 히터를 하측에서 본 모식도이다.
도 22는, 도 15a에 도시한 컨트롤러의 하드웨어를 도시한 블록도이다.
도 23은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의한 처리대상의 기판의 표면을 확대해 도시한 단면도이다.
도 24는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제1 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 25a 및 도 25b는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제1 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 25c 및 도 25d는, 도 25b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 25e 및 도 25f는, 도 25d의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 26a 및 도 26b는, 각각 도 25b 및 도 25c에 도시한 상태의 기판을 상측에서 본 모식도이다.
도 26c 및 도 26d는, 각각 도 25d 및 도 25f에 도시한 상태의 기판을 상측에서 본 모식도이다.
도 27은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제2 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 28a 및 도 28b는, 상기 기판 처리의 제2 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 28c 및 도 28d는, 도 28b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 29는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제3 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 30a 및 도 30b는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제3 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 30c는, 도 30b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 31은, 이 발명의 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평하게 본 모식도이다.
도 32는, 도 31에 도시한 상면 헤드를 하측에서 본 모식도이다.
도 33은, 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제1 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 34a 및 도 34b는, 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제1 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 34c 및 도 34d는, 도 34b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 34e 및 도 34f는, 도 34d의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 35는, 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제2 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 36a 및 도 36b는, 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제2 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 36c 및 도 36d는, 도 36b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 37a 및 도 37b는, 제5 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 제2 예의 변형 예가 실시되고 있을 때의 기판 상태를 도시한 모식도이다.
도 37c는, 도 37b의 다음 상태를 도시한 모식도이다.
도 38은, 이 발명의 제6 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평하게 본 모식도이다.
도 39는, 도 38에 도시한 스핀 베이스 및 이에 관련된 구성을 상측에서 본 모식도이다.
도 40은, 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 41은, 본 발명에 따른 제1 변형 예를 설명하기 위한 모식적인 저면도이다.
도 42는, 본 발명에 따른 제2 변형 예를 설명하기 위한 모식적인 저면도이다.
1 is a schematic plan view showing a layout of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a cross section of a surface of a substrate to be processed.
3 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus.
4 is a longitudinal cross-sectional view of a lamp unit provided in the processing unit.
Fig. 5 is a view of the lamp unit as viewed from below.
6 is a block diagram showing an electrical configuration of a main part of the substrate processing apparatus.
7 : is a flowchart for demonstrating an example of the substrate processing by the said substrate processing apparatus.
8A-8F are schematic diagrams for demonstrating the aspect of the said board|substrate process.
9A to 9D are schematic diagrams for explaining a region formed on the upper surface of the substrate during the substrate processing.
10 is a longitudinal cross-sectional view of an irradiation unit provided in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
11 is a view of an irradiation unit provided in the substrate processing apparatus according to the second embodiment as viewed from below.
12A to 12D are schematic diagrams for explaining aspects of substrate processing by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
13 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing unit included in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
14A to 14D are schematic diagrams for explaining aspects of substrate processing by the substrate processing apparatus according to the third embodiment.
15A is a schematic diagram of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention as viewed from above.
15B is a schematic diagram of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment as viewed from the side.
16 is a schematic diagram horizontally viewed inside a processing unit included in the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
Fig. 17 is a schematic view of the spin base shown in Fig. 16 and a configuration related thereto as viewed from above.
Fig. 18 is a schematic longitudinal sectional view of the upper surface head shown in Fig. 16;
Fig. 19 is a schematic view of the upper surface head viewed from the lower side.
Fig. 20 is a schematic longitudinal sectional view of the second lamp heater shown in Fig. 16 .
Fig. 21 is a schematic view of the second lamp heater seen from below.
Fig. 22 is a block diagram showing hardware of the controller shown in Fig. 15A.
23 is an enlarged cross-sectional view showing the surface of a substrate to be processed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
24 is a process diagram for explaining a first example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
25A and 25B are schematic diagrams showing the state of the substrate when the first example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment is being implemented.
25C and 25D are schematic diagrams showing the next state of FIG. 25B.
25E and 25F are schematic diagrams showing the next state of FIG. 25D.
26A and 26B are schematic views of the substrate in the state shown in FIGS. 25B and 25C, respectively, viewed from above.
26C and 26D are schematic views of the substrate in the state shown in FIGS. 25D and 25F, respectively, viewed from above.
27 is a process chart for explaining a second example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
28A and 28B are schematic diagrams showing the state of the substrate when the second example of the substrate processing is being performed.
28C and 28D are schematic diagrams showing the next state of FIG. 28B.
29 is a process diagram for explaining a third example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
30A and 30B are schematic diagrams showing the state of the substrate when the third example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment is being implemented.
Fig. 30C is a schematic diagram showing the next state of Fig. 30B.
31 is a schematic diagram horizontally viewed inside a processing unit provided in the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
Fig. 32 is a schematic view of the upper surface head shown in Fig. 31 viewed from the lower side.
33 is a process diagram for explaining a first example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment.
34A and 34B are schematic diagrams showing the state of the substrate when the first example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment is being implemented.
34C and 34D are schematic diagrams showing the next state of FIG. 34B.
34E and 34F are schematic diagrams showing the next state of FIG. 34D.
35 is a process diagram for explaining a second example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment.
36A and 36B are schematic diagrams illustrating a state of a substrate when a second example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment is being implemented.
36C and 36D are schematic diagrams showing the next state of FIG. 36B.
37A and 37B are schematic diagrams illustrating a state of a substrate when a modified example of the second example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the fifth embodiment is being implemented.
Fig. 37C is a schematic diagram showing the next state of Fig. 37B.
38 is a schematic diagram horizontally viewed from the inside of the processing unit provided in the substrate processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
Fig. 39 is a schematic diagram of the spin base shown in Fig. 38 and a configuration related thereto as viewed from above.
40 is a process diagram for explaining an example of a substrate processing performed by the substrate processing apparatus.
Fig. 41 is a schematic bottom view for explaining a first modified example according to the present invention.
Fig. 42 is a schematic bottom view for explaining a second modified example according to the present invention.
<제1 실시 형태><First embodiment>
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 레이아웃을 도시한 모식적인 평면도이다.1 is a schematic plan view showing a layout of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시 형태에서는, 기판(W)은, 원판상의 기판이다.The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus which processes the board|substrates W, such as a silicon wafer, one by one. In this embodiment, the board|substrate W is a disk-shaped board|substrate.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)에서 처리되는 복수 매의 기판(W)을 수용하는 캐리어(CA)가 재치(載置)되는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2)과의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다.In the substrate processing apparatus 1 , a plurality of processing units 2 that process a substrate W with a fluid, and a carrier CA for accommodating a plurality of substrates W processed in the processing unit 2 are mounted. The load port LP to be moved, the transfer robots IR and CR for transferring the substrate W between the load port LP and the processing unit 2 , and the substrate processing apparatus 1 . It includes a controller (3) for controlling.
반송 로봇(IR)은, 캐리어(CA)와 반송 로봇(CR)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어 유사한 구성을 가지고 있다.The transfer robot IR transfers the substrate W between the carrier CA and the transfer robot CR. The transfer robot CR transfers the substrate W between the transfer robot IR and the processing unit 2 . The plurality of processing units 2 have, for example, a similar configuration.
각 처리 유닛(2)은, 챔버(4)와, 챔버(4) 내에 배치된 처리컵(7)을 갖추고 있고, 처리컵(7) 내에서 기판(W)에 대한 처리를 실행한다. 챔버(4)에는, 반송 로봇(CR)에 의해, 기판(W)을 반입하거나 기판(W)을 반출하기 위한 출입구(4A)가 형성되어 있다. 챔버(4)에는, 이 출입구(4A)를 개폐하는 셔터 유닛(4B)이 갖춰져 있다.Each processing unit 2 includes a chamber 4 and a processing cup 7 disposed in the chamber 4 , and performs processing on the substrate W in the processing cup 7 . In the chamber 4, the entrance 4A for carrying in the board|substrate W or carrying out the board|substrate W by the conveyance robot CR is formed. The chamber 4 is equipped with the shutter unit 4B which opens and closes this entrance and exit 4A.
도 2에 도시한 것처럼, 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 기판(W)의 표층에는, 미세한 요철 패턴(160)이 형성되어 있다. 요철 패턴(160)은, 기판(W)의 표면에 형성된 미세한 철상(凸狀)의 구조체(161)와, 인접한 구조체(161)와의 사이에 형성된 요부(凹部)(도랑(溝, trench))(162)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , a fine concavo-convex pattern 160 is formed on the surface layer of the substrate W processed in the substrate processing apparatus 1 . The concave-convex pattern 160 has a concave portion (trench) formed between the fine convex structure 161 formed on the surface of the substrate W and the adjacent structure 161 ( 162).
요철 패턴(160)의 표면, 즉, 구조체(161)(철부(凸部)) 및 요부(凹部)(162)의 표면은, 요철(凹凸)이 있는 패턴면(165)을 형성하고 있다. 패턴면(165)은, 기판(W)의 표면에 포함된다. 구조체(161)의 표면(161a)은, 선단면(161b)(정부(頂部)) 및 측면(161c)에 의해 구성되어 있고, 요부(162)의 표면은, 저면(162a)(저부(底部))에 의해 구성되어 있다. 구조체(161)가 통상(筒狀)인 경우에는, 그 내측에 요부(凹部)가 형성되게 된다.The surface of the concave-convex pattern 160 , ie, the surface of the structure 161 (convex portions) and the concave portions 162 , forms a patterned surface 165 with concavities and convexities. The pattern surface 165 is included in the surface of the substrate W. The surface 161a of the structure 161 is constituted by a front end surface 161b (top) and a side surface 161c, and the surface of the recess 162 is a bottom surface 162a (bottom). ) is formed by When the structure 161 is cylindrical, a recess is formed inside the structure 161 .
구조체(161)는, 절연체막을 포함하고 있어도 무방하고, 도체막을 포함하고 있어도 무방하다. 또, 구조체(161)는, 복수의 막을 적층한 적층막이어도 무방하다.The structure 161 may include an insulator film or a conductor film. In addition, the structure 161 may be a laminated film in which a plurality of films are laminated.
요철 패턴(160)은, 애스펙트비가 3 이상인 미세패턴이다. 요철 패턴(160)의 애스펙트비는, 예를 들어, 10~50이다. 구조체(161)의 폭(L1)은 5nm~45nm 정도, 구조체(161)끼리의 간격(L2)은 5nm~수μm 정도여도 무방하다. 구조체(161)의 높이(패턴 높이(T1))는, 예를 들어, 50nm~5μm 정도여도 무방하다. 패턴 높이(T1)는, 구조체(161)의 선단면(161b)과 요부(162)의 저면(162a)(저부)과의 사이의 거리이다.The uneven pattern 160 is a fine pattern having an aspect ratio of 3 or more. The aspect ratio of the uneven pattern 160 is, for example, 10 to 50. The width L1 of the structures 161 may be about 5 nm to 45 nm, and the spacing L2 between the structures 161 may be about 5 nm to several μm. The height of the structure 161 (pattern height T1) may be, for example, about 50 nm to 5 µm. The pattern height T1 is the distance between the front end surface 161b of the structure 161 and the bottom surface 162a (bottom) of the recessed portion 162 .
도 3은, 처리 유닛(2)의 구성 예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)과, 히터 유닛(6)과, 처리컵(7)과, 약액 노즐(8)과, 린스액 노즐(9)과, 저(low)표면장력 액체 노즐(10)과, 기체 노즐(11)과, 램프 유닛(12)을 포함한다.3 : is a schematic diagram for demonstrating the structural example of the processing unit 2 . The processing unit 2 includes a spin chuck 5 , a heater unit 6 , a processing cup 7 , a chemical liquid nozzle 8 , a rinse liquid nozzle 9 , and a low surface tension liquid It includes a nozzle 10 , a gas nozzle 11 , and a lamp unit 12 .
스핀 척(5)은, 기판(W)을 수평하게 보관유지하면서, 회전축선(A1) 주위에서 기판(W)을 회전시킨다. 회전축선(A1)은, 기판(W)의 상면(上面)(상측의 표면)의 중심 위치를 지나며 연직 방향으로 늘어난다. 스핀 척(5)은, 복수의 척 핀(Chuck-pin)(20)과, 스핀 베이스(21)와, 회전축(22)과, 회전축(22)에 회전력을 주는 스핀 모터(23)를 포함한다. 스핀 척(5)은, 기판 보관유지 회전 유닛의 일례이다.The spin chuck 5 rotates the substrate W around the rotation axis A1 while holding the substrate W horizontally. The rotation axis A1 extends in the vertical direction through the central position of the upper surface (upper surface) of the substrate W. As shown in FIG. The spin chuck 5 includes a plurality of chuck pins 20 , a spin base 21 , a rotating shaft 22 , and a spin motor 23 that applies a rotational force to the rotating shaft 22 . . The spin chuck 5 is an example of a substrate holding and rotating unit.
스핀 베이스(21)는, 수평 방향에 따른 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면에는, 기판(W)의 주연부를 보관유지하는 복수의 척 핀(20)이, 스핀 베이스(21)의 주방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.The spin base 21 has a disk shape along the horizontal direction. On the upper surface of the spin base 21 , a plurality of chuck pins 20 holding the periphery of the substrate W are arranged at intervals in the circumferential direction of the spin base 21 .
복수의 척 핀(20)은, 핀 개폐 유닛(24)에 의해 개폐(開閉)된다. 복수의 척 핀(20)은, 핀 개폐 유닛(24)에 의해 폐쇄 상태로 되는 것에 의해 기판(W)을 수평하게 보관유지(협지)한다. 복수의 척 핀(20)은, 핀 개폐 유닛(24)에 의해 개방 상태로 되는 것에 의해 기판(W)을 해방한다. 복수의 척 핀(20)은, 개방 상태에서, 기판(W)을 하측으로부터 지지한다.The plurality of chuck pins 20 are opened and closed by the pin opening/closing unit 24 . The plurality of chuck pins 20 horizontally hold (interpose) the substrate W by being closed by the pin opening/closing unit 24 . The plurality of chuck pins 20 release the substrate W by being opened by the pin opening/closing unit 24 . The plurality of chuck pins 20 support the substrate W from the lower side in the open state.
스핀 베이스(21) 및 복수의 척 핀(20)은, 기판(W)을 수평하게 보관유지하는 기판 보관유지 유닛을 구성하고 있다. 기판 보관유지 유닛은, '기판 홀더'라고도 한다.The spin base 21 and the plurality of chuck pins 20 constitute a substrate holding unit that holds the substrate W horizontally. The substrate holding unit is also referred to as a 'substrate holder'.
회전축(22)은, 회전축선(A1)을 따라서 연직 방향으로 늘어나고 있다. 회전축(22)의 상단부는, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 모터(23)는, 회전축(22)에 회전력을 준다. 스핀 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전되는 것으로, 스핀 베이스(21)가 회전된다. 이에 따라, 기판(W)이 회전축선(A1)의 주위에서 회전된다. 스핀 모터(23)는, 회전축선(A1) 주위에서 기판(W)을 회전시키는 기판 회전 유닛의 일례이다.The rotating shaft 22 extends in the vertical direction along the rotating axis A1. The upper end of the rotating shaft 22 is coupled to the center of the lower surface of the spin base 21 . The spin motor 23 gives a rotational force to the rotating shaft 22 . When the rotating shaft 22 is rotated by the spin motor 23 , the spin base 21 is rotated. Accordingly, the substrate W is rotated around the rotation axis A1. The spin motor 23 is an example of a substrate rotation unit that rotates the substrate W around the rotation axis A1 .
히터 유닛(6)은, 기판(W)의 전체를 가열하는 기판 가열 유닛의 일례이다. 히터 유닛(6)은, 원판상의 핫플레이트(Hot plate)의 형태를 가지고 있다. 히터 유닛(6)은, 스핀 베이스(21)의 상면과 기판(W)의 하면과의 사이에 배치되어 있다. 히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하면에 하측으로부터 대향하는 대향면(6a)을 가진다.The heater unit 6 is an example of a substrate heating unit that heats the entire substrate W. The heater unit 6 has the form of a disk-shaped hot plate. The heater unit 6 is disposed between the upper surface of the spin base 21 and the lower surface of the substrate W. The heater unit 6 has the opposing surface 6a which opposes from the lower side on the lower surface of the board|substrate W. As shown in FIG.
히터 유닛(6)은, 플레이트 본체(61) 및 히터(62)를 포함한다. 플레이트 본체(61)는, 평면(平面視)시에서, 기판(W) 보다 약간 작다. 플레이트 본체(61)의 상면이 대향면(6a)을 구성하고 있다. 히터(62)는, 플레이트 본체(61)에 내장되어 있는 저항체여도 무방하다. 히터(62)에 통전(通電)함으로써, 대향면(6a)이 가열된다. 대향면(6a)은, 예를 들어, 195℃로 가열된다. 그리고, 히터(62)에는, 급전선(63)을 통해, 히터 통전 유닛(64)으로부터 전력이 공급된다.The heater unit 6 includes a plate body 61 and a heater 62 . The plate body 61 is slightly smaller than the board|substrate W in a planar view. The upper surface of the plate body 61 constitutes the opposing surface 6a. The heater 62 may be a resistor incorporated in the plate body 61 . By energizing the heater 62, the opposing surface 6a is heated. The opposing surface 6a is heated to, for example, 195°C. Then, electric power is supplied to the heater 62 from the heater energization unit 64 via a power supply line 63 .
처리 유닛(2)은, 히터 유닛(6)을 스핀 베이스(21)에 대해서 상대적으로 승강시키는 히터 승강 유닛(65)을 포함한다. 히터 승강 유닛(65)은, 예를 들면, 볼나사 기구(도시하지 않음)와, 그에 구동력을 주는 전동 모터(도시하지 않음)를 포함한다. 히터 승강 유닛(65)은, '히터 리프터'라고도 한다.The processing unit 2 includes a heater raising/lowering unit 65 that raises and lowers the heater unit 6 relative to the spin base 21 . The heater raising/lowering unit 65 includes, for example, a ball screw mechanism (not shown) and an electric motor (not shown) that applies a driving force thereto. The heater raising/lowering unit 65 is also referred to as a 'heater lifter'.
히터 유닛(6)의 하면에는, 회전축선(A1)을 따라서 연직 방향으로 늘어나는 승강축(66)이 결합되어 있다. 승강축(66)은, 스핀 베이스(21)의 중앙부에 형성된 관통공(21a)과, 중공(中空)의 회전축(22)을 삽통하고 있다. 승강축(66) 내에는, 급전선(63)이 통과되고 있다.A lifting shaft 66 extending in the vertical direction along the rotation axis A1 is coupled to the lower surface of the heater unit 6 . The lifting shaft 66 inserts a through hole 21a formed in the central portion of the spin base 21 and a hollow rotating shaft 22 . In the elevating shaft 66 , a power supply line 63 is passed.
히터 승강 유닛(65)은, 승강축(66)을 통해 히터 유닛(6)을 승강시킨다. 히터 유닛(6)은, 히터 승강 유닛(65)에 의해 승강되어, 하측 위치 및 상측 위치에 위치할 수 있다. 히터 승강 유닛(65)은, 하측 위치 및 상측 위치 뿐만 아니라, 하측 위치 및 상측 위치의 사이의 임의의 위치에 배치하는 것이 가능하다.The heater raising/lowering unit 65 raises and lowers the heater unit 6 via the raising/lowering shaft 66 . The heater unit 6 may be raised and lowered by the heater raising/lowering unit 65 and positioned at a lower position and an upper position. The heater raising/lowering unit 65 can be arrange|positioned not only in a lower position and an upper position, but in arbitrary positions between a lower position and an upper position.
처리컵(7)은, 스핀 척(5)에 보관유지된 기판(W)으로부터 외측으로 비산(飛散)하는 액체를 받아들이고, 그 액체를 회수 또는 폐기하는 부재이다. 처리컵(7)은, 스핀 척(5)에 보관유지된 기판(W)으로부터 외측으로 비산하는 액체를 받아들이는 복수의 가드(71)와, 복수의 가드(71)에 의해 하측으로 안내된 액체를 받아들이는 복수의 컵(72)과, 복수의 가드(71)와 복수의 컵(72)을 둘러싸는 원통상(cylindrical)의 외벽 부재(73)를 포함한다.The processing cup 7 is a member that receives a liquid that scatters outward from the substrate W held by the spin chuck 5 and recovers or discards the liquid. The processing cup 7 includes a plurality of guards 71 for receiving a liquid scattered outward from the substrate W held by the spin chuck 5 , and a liquid guided downward by the plurality of guards 71 . It includes a plurality of cups 72 for receiving, a plurality of guards 71 and a cylindrical outer wall member 73 surrounding the plurality of cups 72 .
이 실시 형태에서는, 2개의 가드(71)(제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B))와, 2개의 컵(72)(제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B))이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.In this embodiment, two guards 71 (first guard 71A and second guard 71B) and two cups 72 (first cup 72A and second cup 72B) are provided. An example of installation is shown.
제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B)의 각각은, 상향(上向)으로 개방된 환상 도랑(Ring-shaped trench)의 형태를 가지고 있다.Each of the first cup 72A and the second cup 72B has the form of a ring-shaped trench opened upward.
제1 가드(71A)는, 스핀 베이스(21)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 제2 가드(71B)는, 제1 가드(71A) 보다 외측에서 스핀 베이스(21)를 둘러싸도록 배치되어 있다.The first guard 71A is disposed so as to surround the spin base 21 . The second guard 71B is disposed so as to surround the spin base 21 outside the first guard 71A.
제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)는, 각각, 거의 원통 형상을 가지고 있다. 각 가드(71)의 상단부는, 스핀 베이스(21)측을 향하도록 내측에 경사져 있다.The first guard 71A and the second guard 71B each have a substantially cylindrical shape. The upper end of each guard 71 is inclined inside to face the spin base 21 side.
제1 컵(72A)은, 제1 가드(71A)에 의해 하측에 안내된 액체를 받아들인다. 제2 컵(72B)은, 제1 가드(71A)와 일체(一體)로 형성되어 있다. 제2 컵(72B)은, 제2 가드(71B)에 의해 하측에 안내된 액체를 받아들인다.The first cup 72A receives the liquid guided downward by the first guard 71A. The second cup 72B is formed integrally with the first guard 71A. The second cup 72B receives the liquid guided downward by the second guard 71B.
처리 유닛(2)은, 제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)를 따로따로 승강시키는 가드 승강 유닛(74)을 더 포함한다. 가드 승강 유닛(74)은, 하측 위치와 상측 위치의 사이에 제1 가드(71A)를 승강시킨다. 가드 승강 유닛(74)은, 하측 위치와 상측 위치의 사이에 제2 가드(71B)를 승강시킨다.The processing unit 2 further includes a guard lifting unit 74 for lifting and lowering the first guard 71A and the second guard 71B separately. The guard raising/lowering unit 74 raises/lowers the 1st guard 71A between a lower position and an upper position. The guard raising/lowering unit 74 raises/lowers the 2nd guard 71B between a lower position and an upper position.
제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)가 함께 상측 위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산하는 액체는, 제1 가드(71A)에 의해 받아들이게 된다. 제1 가드(71A)가 하측 위치에 위치하고, 제2 가드(71B)가 상측 위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산하는 액체는, 제2 가드(71B)에 의해 받아들이게 된다.When the first guard 71A and the second guard 71B are positioned together at the upper position, the liquid scattered from the substrate W is received by the first guard 71A. When the first guard 71A is positioned at the lower position and the second guard 71B is positioned at the upper position, the liquid scattered from the substrate W is received by the second guard 71B.
제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)가 함께 하측 위치에 위치할 경우에는, 반송 로봇(CR)이, 챔버(4) 내부로 기판(W)을 반입하거나, 챔버(4) 내부로부터 기판(W)을 반출하거나 할 수 있다.When the first guard 71A and the second guard 71B are positioned at the lower position together, the transfer robot CR loads the substrate W into the chamber 4 or from the inside of the chamber 4 . The board|substrate W can be carried out.
가드 승강 유닛(74)은, 예를 들어, 제1 가드(71A)에 결합된 제1 볼나사 기구(도시하지 않음)와, 제1 볼나사 기구에 구동력을 주는 제1 모터(도시하지 않음)와, 제2 가드(71B)에 결합된 제2 볼나사 기구(도시하지 않음)와, 제2 볼나사 기구에 구동력을 주는 제2 모터(도시하지 않음)를 포함한다. 가드 승강 유닛(74)은, 가드 이동 유닛의 일례이다. 가드 승강 유닛(74)은, '가드 리프터'라고도 한다.The guard lifting unit 74 includes, for example, a first ball screw mechanism (not shown) coupled to the first guard 71A, and a first motor (not shown) that applies a driving force to the first ball screw mechanism. and a second ball screw mechanism (not shown) coupled to the second guard 71B, and a second motor (not shown) for applying a driving force to the second ball screw mechanism. The guard raising/lowering unit 74 is an example of a guard moving unit. The guard lifting unit 74 is also referred to as a 'guard lifter'.
약액 노즐(8)은, 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 노즐이다. 약액 노즐(8)은, 약액 노즐(8)에 약액을 안내하는 약액 배관(40)에 접속되어 있다. 약액 배관(40)에 개재(介裝)된 약액 밸브(50)가 열리면, 약액이, 약액 노즐(8)의 토출구로부터 하측을 향해 연속류(連續流)로 토출된다.The chemical liquid nozzle 8 is a nozzle that discharges the chemical liquid toward the upper surface of the substrate W. The chemical liquid nozzle 8 is connected to a chemical liquid pipe 40 that guides the chemical liquid to the chemical liquid nozzle 8 . When the chemical liquid valve 50 interposed in the chemical liquid pipe 40 is opened, the chemical liquid is discharged from the discharge port of the chemical liquid nozzle 8 downward in a continuous flow.
약액으로서, 예를 들면, 황산, 질산, 염산, 불화수소산(HF, DHF), 인산, 초산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기 산(예를 들어, 구연산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH: 테트라메틸 암모늄 하이드로 옥사이드 등), 계면 활성제, 및 부식 방지제의 적어도 하나를 포함하는 액을 이용할 수 있다.As a chemical liquid, for example, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid (HF, DHF), phosphoric acid, acetic acid, aqueous ammonia, hydrogen peroxide, organic acids (eg, citric acid, oxalic acid, etc.), organic alkalis (eg, A liquid containing at least one of TMAH: tetramethyl ammonium hydroxide, etc.), a surfactant, and a corrosion inhibitor can be used.
약액 노즐(8)은, 예를 들어, 이동 가능한 스캔 노즐이다. 처리 유닛(2)은, 약액 노즐(8)이 선단부에 장착된 제1 암(30)과, 제1 암(30)을 이동시킴으로써, 약액 노즐(8)을 이동시키는 제1 이동 유닛(31)을 더 포함한다.The chemical liquid nozzle 8 is, for example, a movable scan nozzle. The processing unit 2 includes a first arm 30 having a chemical liquid nozzle 8 attached to the tip, and a first moving unit 31 that moves the chemical liquid nozzle 8 by moving the first arm 30 . further includes
제1 이동 유닛(31)은, 제1 암(30)을 회동시킴으로써, 평면시에서 기판(W)의 상면의 중앙부를 지나는 궤적을 따라서 약액 노즐(8)을 수평하게 이동시킨다. 제1 이동 유닛(31)은, 중앙 위치와 퇴피 위치와의 사이에서 약액 노즐(8)을 수평하게 이동시킨다. 약액 노즐(8)이 중앙 위치에 위치할 때, 약액 노즐(8)이 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향한다.By rotating the first arm 30 , the first moving unit 31 horizontally moves the chemical liquid nozzle 8 along a trajectory passing through the central portion of the upper surface of the substrate W in plan view. The first moving unit 31 horizontally moves the chemical liquid nozzle 8 between the central position and the retracted position. When the chemical liquid nozzle 8 is located at the central position, the chemical liquid nozzle 8 faces the central portion of the upper surface of the substrate W.
기판(W)의 상면 중앙부란, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치와, 기판(W)의 상면에서의 회전 중심 위치의 주위 위치를 포함하는 영역이다.The upper surface central portion of the substrate W is a region including a rotation center position of the upper surface of the substrate W and a position around the rotation center position on the upper surface of the substrate W.
약액 노즐(8)이 퇴피 위치에 위치할 때, 약액 노즐(8)이 평면시에서 스핀 척(5)의 주위로 퇴피한다. 제1 이동 유닛(31)은, 예를 들어, 제1 암(30)에 접속되어 연직 방향으로 늘어나는 회동축(도시하지 않음)과, 상기 회동축을 회동시키는 전동 모터(도시하지 않음)를 포함한다.When the chemical liquid nozzle 8 is located in the retracted position, the chemical liquid nozzle 8 is retracted around the spin chuck 5 in plan view. The first moving unit 31 includes, for example, a rotation shaft (not shown) that is connected to the first arm 30 and extends in the vertical direction, and an electric motor (not shown) that rotates the rotation shaft. do.
린스액 노즐(9)은, 약액을 씻어내는 린스액을 기판(W)의 상면을 향해 토출하는 노즐이다. 린스액 노즐(9)은, 린스액 노즐(9)에 린스액을 안내하는 린스액 배관(41)에 접속되어 있다. 린스액 배관(41)에 개재된 린스액 밸브(51)가 열리면, 린스액이, 린스액 노즐(9)의 토출구로부터 하측을 향해 연속류로 토출된다.The rinse liquid nozzle 9 is a nozzle that discharges a rinse liquid for washing the chemical liquid toward the upper surface of the substrate W . The rinse liquid nozzle 9 is connected to a rinse liquid pipe 41 that guides the rinse liquid to the rinse liquid nozzle 9 . When the rinse liquid valve 51 interposed in the rinse liquid pipe 41 is opened, the rinse liquid is discharged from the discharge port of the rinse liquid nozzle 9 downward in a continuous flow.
린스액은, 예를 들어, 순수한 물(탈이온수: DIW(Deionized Water))이다. 린스액은, 탄산수, 전해이온수, 수소수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수, 및 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 암모니아수의 어느 하나여도 무방하다.The rinse liquid is, for example, pure water (deionized water: DIW (Deionized Water)). The rinsing solution may be carbonated water, electrolyzed water, hydrogen water, ozone water, hydrochloric acid water having a dilution concentration (eg, about 10 ppm to 100 ppm), and ammonia water having a dilution concentration (eg, about 10 ppm to 100 ppm). Do.
린스액 노즐(9)은, 예를 들어, 이동 가능한 스캔 노즐이다. 처리 유닛(2)은, 린스액 노즐(9)이 선단부에 장착된 제2 암(32)과, 제2 암(32)을 이동시킴으로써, 린스액 노즐(9)을 이동시키는 제2 이동 유닛(33)을 더 포함한다.The rinse liquid nozzle 9 is, for example, a movable scan nozzle. The processing unit 2 includes a second arm 32 having a rinsing liquid nozzle 9 attached to the distal end thereof, and a second moving unit that moves the rinsing liquid nozzle 9 by moving the second arm 32 ( 33) is further included.
제2 이동 유닛(33)은, 제2 암(32)을 회동시킴으로써, 평면시에서 기판(W)의 상면의 중앙부를 지나는 궤적을 따라서 린스액 노즐(9)을 수평하게 이동시킨다. 제2 이동 유닛(33)은, 중앙 위치와 퇴피 위치와의 사이에서 린스액 노즐(9)을 수평하게 이동시킨다. 린스액 노즐(9)이 중앙 위치에 위치할 때, 린스액 노즐(9)이 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향한다. 린스액 노즐(9)이 퇴피 위치에 위치할 때, 린스액 노즐(9)이 평면시에서 스핀 척(5)의 주위로 퇴피한다. 제2 이동 유닛(33)은, 예를 들어, 제2 암(32)에 접속되어 연직 방향으로 늘어나는 회동축(도시하지 않음)과, 상기 회동축을 회동시키는 전동 모터(도시하지 않음)를 포함한다.By rotating the second arm 32 , the second moving unit 33 horizontally moves the rinse liquid nozzle 9 along a locus passing through the central portion of the upper surface of the substrate W in plan view. The second moving unit 33 horizontally moves the rinse liquid nozzle 9 between the central position and the retracted position. When the rinse liquid nozzle 9 is located at the central position, the rinse liquid nozzle 9 faces the central portion of the upper surface of the substrate W. As shown in FIG. When the rinse liquid nozzle 9 is located in the retracted position, the rinse liquid nozzle 9 retracts around the spin chuck 5 in plan view. The second moving unit 33 includes, for example, a rotation shaft (not shown) that is connected to the second arm 32 and extends in the vertical direction, and an electric motor (not shown) that rotates the rotation shaft. do.
저표면장력 액체 노즐(10)은, 린스액 보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체를 기판(W)의 상면을 향해 토출(吐出)하는 노즐이다. 저표면장력 액체 노즐(10)은, 저표면장력 액체 노즐(10)로 저표면장력 액체를 안내하는 저표면장력 액체 배관(42)에 접속되어 있다. 저표면장력 액체 배관(42)에 개재된 저표면장력 액체 밸브(52)가 열리면, 저표면장력 액체가, 저표면장력 액체 노즐(10)의 토출구(10a)로부터 하측에 연속류로 토출된다.The low surface tension liquid nozzle 10 is a nozzle that discharges a low surface tension liquid having a surface tension lower than that of the rinsing liquid toward the upper surface of the substrate W. The low surface tension liquid nozzle 10 is connected to a low surface tension liquid pipe 42 that guides the low surface tension liquid to the low surface tension liquid nozzle 10 . When the low surface tension liquid valve 52 interposed in the low surface tension liquid pipe 42 is opened, the low surface tension liquid is discharged in a continuous flow downward from the discharge port 10a of the low surface tension liquid nozzle 10 .
저표면장력 액체는, 예를 들어, IPA 등의 유기용제이다. IPA의 표면장력은, 물(水)의 표면장력 보다 낮다. IPA 이외의 유기용제도 저표면장력 액체로서 사용할 수 있다. IPA 외에, 예를 들어, 메탄놀, 에탄올, 아세톤, EG(에틸렌 글리콜), HFE(하이드로 플루오르 에테르), n-부탄올, t-부탄올, 이소부틸알코올 및 2-부탄올 등의 유기용제도, 저표면장력 액체로서 이용할 수 있다.The low surface tension liquid is, for example, an organic solvent such as IPA. The surface tension of IPA is lower than that of water. Organic solvents other than IPA can also be used as low surface tension liquids. In addition to IPA, organic solvents such as methanol, ethanol, acetone, EG (ethylene glycol), HFE (hydrofluor ether), n-butanol, t-butanol, isobutyl alcohol and 2-butanol, for example, also have a low surface It can be used as a tension liquid.
단일 성분 만으로 이루어진 것뿐만 아니라, 다른 성분과 혼합한 유기용제도 저표면장력 액체로서 사용할 수 있다. 저표면장력 액체는, 처리액의 일례이며, 저표면장력 액체 노즐(10)은, 처리액 공급 유닛의 일례이다.In addition to being composed of a single component, an organic solvent mixed with other components can also be used as a low surface tension liquid. The low surface tension liquid is an example of the processing liquid, and the low surface tension liquid nozzle 10 is an example of the processing liquid supply unit.
기체 노즐(11)은, 기판(W)의 상면을 향해 기체를 토출하는 노즐이다. 기체 노즐(11)은, 기체 노즐(11)에 기체를 안내하는 기체 배관(43)에 접속되어 있다. 기체 배관(43)에는, 기체 밸브(53A)와, 기체 유량 조정 밸브(53B)가 개재되어 있다. 기체 밸브(53A)가 열리면, 기체 유량 조정 밸브(53B)가 열린 정도에 대응하는 유량으로, 기체 노즐(11)의 토출구(11a)로부터 하측을 향해 기체가 연속적으로 토출된다.The gas nozzle 11 is a nozzle which discharges gas toward the upper surface of the board|substrate W. As shown in FIG. The gas nozzle 11 is connected to a gas pipe 43 that guides gas to the gas nozzle 11 . A gas valve 53A and a gas flow control valve 53B are interposed in the gas pipe 43 . When the gas valve 53A is opened, gas is continuously discharged downward from the discharge port 11a of the gas nozzle 11 at a flow rate corresponding to the degree to which the gas flow control valve 53B is opened.
기체 노즐(11)에 공급되는 기체는, 질소 가스 등의 불활성 가스이다. 불활성 가스는 질소 가스로 한정되지 않으며, 불활성 가스로서, 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 희가스류를 이용할 수도 있다.The gas supplied to the gas nozzle 11 is an inert gas, such as nitrogen gas. The inert gas is not limited to nitrogen gas, and rare gases such as helium gas and argon gas may be used as the inert gas.
램프 유닛(12)은, 기판(W)의 상면을 향해 광을 조사(방출)함으로써, 기판(W)을 가열하는 유닛이다. 램프 유닛(12)은, 조사 유닛의 일례이다. 램프 유닛(12)은, 근적외선, 가시광선, 자외선 중 적어도 하나를 포함하는 광을 기판(W)을 향해 조사하여, 복사에 의해 기판(W)을 가열한다. 즉, 램프 유닛(12)은, 복사 가열 히터이다. 램프 유닛(12)에는, 급전선(89)를 통해, 램프 통전 유닛(90)으로부터 전력이 공급된다.The lamp unit 12 is a unit that heats the substrate W by irradiating (radiating) light toward the upper surface of the substrate W . The lamp unit 12 is an example of an irradiation unit. The lamp unit 12 irradiates light including at least one of near infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays toward the substrate W to heat the substrate W by radiation. That is, the lamp unit 12 is a radiant heating heater. Electric power is supplied to the lamp unit 12 from the lamp energization unit 90 via a power supply line 89 .
저표면장력 액체 노즐(10) 및 기체 노즐(11)은, 램프 유닛(12)에 장착되어 있다. 처리 유닛(2)은, 램프 유닛(12)이 선단부에 장착된 제3 암(34)과, 제3 암(34)을 이동시킴으로써, 램프 유닛(12)을 이동시키는 제3 이동 유닛(35)(이동 유닛)을 더 포함한다.The low surface tension liquid nozzle 10 and the gas nozzle 11 are mounted on the lamp unit 12 . The processing unit 2 includes a third arm 34 to which the lamp unit 12 is attached to the distal end, and a third moving unit 35 for moving the lamp unit 12 by moving the third arm 34 . (mobile unit) further included.
제3 암(34)이 이동하는 것에 의해, 램프 유닛(12)과 함께, 저표면장력 액체 노즐(10) 및 기체 노즐(11)이 이동한다. 저표면장력 액체 노즐(10) 및 기체 노즐(11)은, 이동 가능한 스캔 노즐이다.As the third arm 34 moves, the low surface tension liquid nozzle 10 and the gas nozzle 11 move together with the ramp unit 12 . The low surface tension liquid nozzle 10 and the gas nozzle 11 are movable scan nozzles.
제3 이동 유닛(35)은, 제3 암(34)을 회동시킴으로써, 평면시에서 기판(W)의 상면의 중앙부를 지나는 궤적을 따라서, 저표면장력 액체 노즐(10), 기체 노즐(11) 및 램프 유닛(12)을 수평하게 이동시킨다.The third moving unit 35 rotates the third arm 34 so as to follow a trajectory passing through the central portion of the upper surface of the substrate W in plan view, the low surface tension liquid nozzle 10 and the gas nozzle 11 . and horizontally moves the lamp unit 12 .
제3 이동 유닛(35)은, 저표면장력 액체 노즐(10), 기체 노즐(11) 및 램프 유닛(12)을, 퇴피 위치 및 중앙 위치에 배치할 수 있다. 저표면장력 액체 노즐(10), 기체 노즐(11) 및 램프 유닛(12)은, 퇴피 위치에 위치할 때 평면시에서 스핀 척(5)의 주위로 퇴피한다.The third moving unit 35 can arrange the low surface tension liquid nozzle 10 , the gas nozzle 11 , and the ramp unit 12 at the retracted position and the central position. The low surface tension liquid nozzle 10 , the gas nozzle 11 , and the ramp unit 12 are retracted around the spin chuck 5 in plan view when positioned in the retracted position.
저표면장력 액체 노즐(10)이 중앙 위치에 위치할 때, 저표면장력 액체 노즐(10)의 토출구(10a)가 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향한다. 기체 노즐(11)이 중앙 위치에 위치할 때, 기체 노즐(11)의 토출구(11a)가 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향한다. 램프 유닛(12)이 중앙 위치에 위치할 때, 램프 유닛(12)이 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향한다.When the low surface tension liquid nozzle 10 is located at the central position, the discharge port 10a of the low surface tension liquid nozzle 10 faces the central portion of the upper surface of the substrate W. When the gas nozzle 11 is located at the central position, the discharge port 11a of the gas nozzle 11 faces the central portion of the upper surface of the substrate W. When the lamp unit 12 is located at the central position, the lamp unit 12 faces the central portion of the upper surface of the substrate W.
제3 이동 유닛(35)은, 예를 들어, 제3 암(34)에 접속되어, 연직 방향으로 늘어나는 회동축(도시하지 않음)과, 상기 회동축을 회동시키는 전동 모터(도시하지 않음)를 포함한다.The third moving unit 35 includes, for example, a rotation shaft (not shown) that is connected to the third arm 34 and extends in the vertical direction, and an electric motor (not shown) that rotates the rotation shaft. include
도 4는, 램프 유닛(12)의 종단면도이다. 도 5는, 램프 유닛(12)을 하측에서 본 도면이다. 램프 유닛(12)은, 램프(80)와, 램프(80)를 수용하는 램프 하우징(81)과, 램프 하우징(81)의 내부를 냉각하기 위한 히트 싱크(82)를 포함한다.4 is a longitudinal sectional view of the lamp unit 12 . 5 : is the figure which looked at the lamp unit 12 from the lower side. The lamp unit 12 includes a lamp 80 , a lamp housing 81 accommodating the lamp 80 , and a heat sink 82 for cooling the interior of the lamp housing 81 .
램프(80)는, 원판상의 램프 기판(83)과, 램프 기판(83)의 하면에 실장(實裝)된 복수(도 5의 예에서는, 59개)의 광원(84)을 포함한다. 개개의 광원(84)은, 예를 들어, LED(발광 다이오드)이다. 램프 통전 유닛(90)으로부터 공급되는 전력에 의해 복수의 광원(84)이 점등한다.The lamp 80 includes a disk-shaped lamp substrate 83 and a plurality of light sources 84 (59 in the example of FIG. 5 ) mounted on the lower surface of the lamp substrate 83 . The individual light sources 84 are, for example, LEDs (light emitting diodes). The plurality of light sources 84 are turned on by electric power supplied from the lamp energization unit 90 .
도 5에 도시한 것처럼, 복수의 광원(84)은, 램프 기판(83)의 하면의 전역에 분산해서 배치되어 있다. 도 5의 예에서는, 1개의 광원(84)이, 램프 기판(83)의 하면의 중심에 배치되어 있고, 나머지의 58개의 광원(84)이, 램프 기판(83)의 하면의 중심을 둘러싸도록 4중 원환상으로 배치되어 있다. 램프 기판(83)에서의 광원(84)의 배치 밀도는 대략 균일하다. 복수의 광원(84)에 의해, 수평 방향으로 퍼지는 원형상의 발광부(12a)가 구성되고 있다.As shown in FIG. 5 , the plurality of light sources 84 are dispersedly arranged over the entire lower surface of the lamp substrate 83 . In the example of FIG. 5 , one light source 84 is disposed at the center of the lower surface of the lamp substrate 83 , and the remaining 58 light sources 84 surround the center of the lower surface of the lamp substrate 83 . It is arranged in a quadruple annular shape. The arrangement density of the light sources 84 in the lamp substrate 83 is approximately uniform. The plurality of light sources 84 constitute a circular light emitting portion 12a that spreads in the horizontal direction.
개개의 광원(84)으로부터 발해지는 광은, 근적외선, 가시광선, 자외선 중 적어도 하나를 포함한다. 개개의 광원(84)으로부터 발해지는 광의 파장은, 200nm 이상 1100nm 이하의 파장이다. 개개의 광원(84)으로부터 발해지는 광은, 390nm 이상 800nm 이하의 파장인 것이 바람직하다.Light emitted from each light source 84 includes at least one of near-infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays. The wavelength of the light emitted from each light source 84 is a wavelength of 200 nm or more and 1100 nm or less. It is preferable that the light emitted from each light source 84 has a wavelength of 390 nm or more and 800 nm or less.
도 4에 도시한 것처럼, 램프 하우징(81)은, 원통상의 하우징 본체(85)와, 원판상의 저벽(底壁)(86)을 포함한다. 하우징 본체(85)는, PTFE(폴리테트라 플루오로에틸렌) 등의 내약성(耐藥性)을 가지는 재료로 형성되어 있다. 저벽(86)은, 석영 등의 광투과성 및 내열성을 가지는 재료로 형성되어 있다. 램프 하우징(81)은, 평면시에서 기판(W) 보다 작다. 저벽(86)의 하면은, 램프 유닛(12)의 하면을 구성하고 있다.As shown in FIG. 4 , the lamp housing 81 includes a cylindrical housing body 85 and a disk-shaped bottom wall 86 . The housing main body 85 is formed of the material which has chemical resistance, such as PTFE (polytetrafluoroethylene). The bottom wall 86 is made of a material having light transmittance and heat resistance, such as quartz. The lamp housing 81 is smaller than the substrate W in a plan view. The lower surface of the bottom wall 86 constitutes the lower surface of the lamp unit 12 .
히트 싱크(82)는, 히트 싱크 본체(87)와, 히트 싱크 본체(87)에 냉각 유체를 공급하여, 히트 싱크 본체(87)를 냉각하는 냉각 유닛(88)을 포함한다. 히트 싱크 본체(87)는, 높은 전열(傳熱) 특성을 가지는 금속(예를 들어, 알루미늄, 철, 구리 등)을 이용해 용기 형상으로 형성되어 있다. 냉각 유닛(88)은, 냉매 공급원(88a)과, 냉매 공급원(88a)으로부터 냉매를 히트 싱크 본체(87)에 공급하는 냉매 공급 배관(88b)과, 히트 싱크 본체(87)에 공급된 냉매를 냉매 공급원(88a)에 리턴하는 냉매 리턴 배관(88c)과, 냉매 공급 배관(88b) 내의 냉매를 내보내는 펌프(88d)를 포함한다.The heat sink 82 includes a heat sink body 87 and a cooling unit 88 that supplies a cooling fluid to the heat sink body 87 to cool the heat sink body 87 . The heat sink body 87 is formed in a container shape using a metal (eg, aluminum, iron, copper, etc.) having high heat transfer characteristics. The cooling unit 88 includes a refrigerant supply source 88a, a refrigerant supply pipe 88b for supplying refrigerant from the refrigerant supply source 88a to the heat sink body 87, and the refrigerant supplied to the heat sink main body 87. It includes a refrigerant return pipe 88c returning to the refrigerant supply source 88a and a pump 88d for discharging the refrigerant in the refrigerant supply pipe 88b.
냉각 유닛(88)은, 냉각수 등의 냉매를 히트 싱크 본체(87)에 공급한다. 즉, 히트 싱크(82)는, 수냉식(水冷式)의 히트 싱크이다. 복수의 광원(84)의 발광에 수반하여, 램프(80) 및 그 주위가 가열된다. 그렇지만, 히트 싱크(82)에 의해 램프 하우징(81) 내부가 냉각되므로, 램프 하우징(81) 내부가 과도하게 온도상승(昇溫) 하는 것을 방지할 수 있다. 히트 싱크(82)에서, 냉매로서 냉각 기체가 이용되어도 무방하다.The cooling unit 88 supplies refrigerant such as cooling water to the heat sink body 87 . That is, the heat sink 82 is a water-cooled heat sink. With light emission of the plurality of light sources 84 , the lamp 80 and its surroundings are heated. However, since the inside of the lamp housing 81 is cooled by the heat sink 82, it is possible to prevent the inside of the lamp housing 81 from excessively increasing in temperature. In the heat sink 82, a cooling gas may be used as the refrigerant.
램프 유닛(12)은, 기판(W)의 상면을 덮는 저표면장력 액체의 액막(L)이 기판(W)의 상면에 형성되어 있는 상태에서 사용된다. 저표면장력 액체 노즐(10) 및 기체 노즐(11)은, 램프 하우징(81)의 외벽면(81a)에 연직 방향에 따른 자세로 장착되어 있다.The lamp unit 12 is used in a state in which a liquid film L of a low surface tension liquid covering the upper surface of the substrate W is formed on the upper surface of the substrate W. The low surface tension liquid nozzle 10 and the gas nozzle 11 are mounted on the outer wall surface 81a of the lamp housing 81 in the vertical direction.
도 4에 도시한 것처럼, 램프(80)가 발광하면, 즉, 복수의 광원(84)이 발광하면, 램프(80)로부터 발해진 광(근적외선, 가시광선, 자외선 중 적어도 하나를 포함하는 광)은, 램프 하우징(81)의 저벽(86)을 투과해, 기판(W)의 상면에 조사된다.As shown in FIG. 4 , when the lamp 80 emits light, that is, when the plurality of light sources 84 emit light, light emitted from the lamp 80 (light including at least one of near infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays) Silver penetrates the bottom wall 86 of the lamp housing 81 and is irradiated onto the upper surface of the substrate W.
저표면장력 액체의 일례인 IPA는, 200nm 이상 1100nm 이하의 파장의 광을 투과시킨다. 램프(80)로부터 발해진 광의 파장이 200nm 이상 1100nm 이하(보다 바람직하게는, 390nm 이상 800nm 이하)이다. 그 때문에, 램프(80)로부터 방출된 광은, 액막(L)에 흡수되지 않고, 액막(L)을 투과한다.IPA, which is an example of a low surface tension liquid, transmits light having a wavelength of 200 nm or more and 1100 nm or less. The wavelength of the light emitted from the lamp 80 is 200 nm or more and 1100 nm or less (more preferably, 390 nm or more and 800 nm or less). Therefore, the light emitted from the lamp 80 is not absorbed by the liquid film L, but passes through the liquid film L.
램프 하우징(81)의 외표면(저벽(86)의 하면)으로부터 방사된 광은, 액막(L)을 투과해, 기판(W)의 상면에 조사된다. 기판(W)의 상면에서 램프 유닛(12)으로부터 광이 조사되는 영역을, 조사 영역(RR)이라고 한다. 이에 따라, 조사 영역(RR)이 복사에 의해 가열되어 온도상승 한다. 조사 영역(RR)은, 램프 유닛(12)으로부터 조사되는 광에 의해 가열되는 가열 영역과 평면시에서 일치한다.Light emitted from the outer surface of the lamp housing 81 (the lower surface of the bottom wall 86 ) passes through the liquid film L and is irradiated onto the upper surface of the substrate W . A region to which light is irradiated from the lamp unit 12 on the upper surface of the substrate W is referred to as an irradiation region RR. Accordingly, the irradiation region RR is heated by radiation and the temperature rises. The irradiation region RR coincides with the heating region heated by the light irradiated from the lamp unit 12 in plan view.
램프 유닛(12)으로부터 조사되는 광에 의해, 기판(W)의 표층(상세하게는, 도 2에 도시한 요철 패턴(160))의 온도가 상승한다. 광의 조사에 의해, 기판(W)의 표층의 온도가 저표면장력 액체의 비점 이상의 온도까지 가열됨에 따라, 조사 영역(RR)에 접하는 저표면장력 액체가 데워져 증발한다. 이에 따라, 기판(W)의 표면(도 2에 도시한 패턴면(165))의 주위에 저표면장력 액체의 기상층이 형성된다. 저표면장력 액체가 IPA인 경우, 비점은 82.6℃이다.The light irradiated from the lamp unit 12 increases the temperature of the surface layer of the substrate W (in detail, the concave-convex pattern 160 shown in FIG. 2 ). As the temperature of the surface layer of the substrate W is heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the low surface tension liquid by irradiation with light, the low surface tension liquid in contact with the irradiation region RR is heated and evaporated. Accordingly, a gas phase layer of the low surface tension liquid is formed around the surface of the substrate W (the pattern surface 165 shown in FIG. 2 ). When the low surface tension liquid is IPA, the boiling point is 82.6°C.
기판(W)의 상면에 조사 영역(RR)이 설정되어 있는 상태에서 제3 이동 유닛(35)이 램프 유닛(12)을 수평하게 이동시킴에 따라, 조사 영역(RR)이 기판(W)의 상면 내에서 이동한다.As the third moving unit 35 horizontally moves the lamp unit 12 in a state in which the irradiation region RR is set on the upper surface of the substrate W, the irradiation region RR moves toward the surface of the substrate W. move within the upper surface.
도 6은, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 도시한 블록도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로 컴퓨터를 갖추고, 소정의 제어 프로그램에 따라서 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다.6 is a block diagram showing an electrical configuration of a main part of the substrate processing apparatus 1 . The controller 3 is equipped with a microcomputer and controls a control target provided in the substrate processing apparatus 1 according to a predetermined control program.
구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와, 제어 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함한다. 컨트롤러(3)는, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함에 따라, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.Specifically, the controller 3 includes a processor (CPU) 3A and a memory 3B in which a control program is stored. The controller 3 is configured to execute various controls for substrate processing as the processor 3A executes a control program.
특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 스핀 모터(23), 제1 이동 유닛(31), 제2 이동 유닛(33), 제3 이동 유닛(35), 가드 승강 유닛(74), 핀 개폐 유닛(24), 히터 통전 유닛(64), 히터 승강 유닛(65), 램프 통전 유닛(90), 펌프(88d), 약액 밸브(50), 린스액 밸브(51), 저표면장력 액체 밸브(52), 기체 밸브(53A), 및 기체 유량 조정 밸브(53B)를 제어하도록 프로그램 되어 있다.In particular, the controller 3 includes the transfer robots IR and CR, the spin motor 23 , the first moving unit 31 , the second moving unit 33 , the third moving unit 35 , and the guard elevating unit ( 74), pin opening/closing unit 24, heater energizing unit 64, heater raising/lowering unit 65, lamp energizing unit 90, pump 88d, chemical liquid valve 50, rinse liquid valve 51, low It is programmed to control the surface tension liquid valve 52, the gas valve 53A, and the gas flow control valve 53B.
컨트롤러(3)에 의해 밸브가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 액체나 기체의 토출 유무나, 대응하는 노즐로부터의 기체의 토출 유량이 제어된다.By controlling the valve by the controller 3, the presence or absence of discharge of the liquid or gas from the corresponding nozzle and the discharge flow rate of the gas from the corresponding nozzle are controlled.
도 7은, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7에는, 주로, 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함에 따라 실현되는 처리가 나타나고 있다. 도 8a~도 8f는, 기판 처리의 양태를 설명하기 위한 모식도이다. 도 9a~도 9d는, 기판 처리 중의 기판(W)의 상면에 형성되는 영역에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 이하에서는, 주로 도 3 및 도 7을 참조하고, 도 8a~도 9d에 대해서는 적절히 참조한다.7 is a flowchart for explaining an example of substrate processing by the substrate processing apparatus 1 . Fig. 7 mainly shows processing realized as the controller 3 executes a program. 8A-8F are schematic diagrams for demonstrating the aspect of a substrate processing. 9A-9D are schematic diagrams for demonstrating the area|region formed in the upper surface of the board|substrate W during a board|substrate process. In the following, reference is made mainly to FIGS. 3 and 7 , and reference is made to FIGS. 8A to 9D as appropriate.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 7에 도시한 것처럼, 기판 반입 공정(스텝 S1), 약액 공급 공정(스텝 S2), 린스액 공급 공정(스텝 S3), 치환 공정(스텝 S4), 액막 형성 공정(스텝 S5), 기상층 형성 공정(스텝 S6), 액막 배제 공정(스텝 S7) 및 기판 반출 공정(스텝 S8)이 실행된다.In the substrate processing by the substrate processing apparatus 1, for example, as shown in FIG. 7 , a substrate loading step (step S1), a chemical solution supply step (step S2), a rinse solution supply step (step S3), and a replacement step (Step S4), a liquid film forming process (Step S5), a gaseous-phase layer forming process (Step S6), a liquid film removing process (Step S7), and a board|substrate carrying out process (Step S8) are performed.
우선, 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에 의해 캐리어(CA)로부터 처리 유닛(2)에 반입되어, 스핀 척(5)에 전달된다(스텝 S1). 이에 따라, 기판(W)은, 스핀 척(5)에 의해 수평하게 보관유지된다(기판 보관유지 공정). 기판(W)은, 요철 패턴(160)(도 2를 참조)이 형성되어 있는 표면이 상면이 되는 자세로 보관유지된다. 기판(W)의 반입 시에는, 히터 유닛(6)에는 전력이 공급되고, 히터 유닛(6)은, 하측 위치로 퇴피하고 있다. 기판(W)의 반입 시에는, 복수의 가드(71)가 하측 위치로 퇴피하고 있다. 기판(W)의 반입 시에는, 램프 유닛(12)으로는 전력이 공급되지 않는다.First, the unprocessed substrate W is loaded into the processing unit 2 from the carrier CA by the transfer robot CR, and transferred to the spin chuck 5 (step S1). Accordingly, the substrate W is held horizontally by the spin chuck 5 (substrate holding step). The board|substrate W is held in the attitude|position in which the surface on which the uneven|corrugated pattern 160 (refer FIG. 2) is formed becomes an upper surface. When the substrate W is loaded, electric power is supplied to the heater unit 6 , and the heater unit 6 is retracted to the lower position. At the time of carrying in the board|substrate W, the some guard 71 is retracted to the lower position. When the substrate W is loaded, electric power is not supplied to the lamp unit 12 .
스핀 척(5)에 의해 기판(W)이 보관유지되면, 스핀 모터(23)가, 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이에 따라, 수평하게 보관유지된 기판(W)이 회전된다(기판 회전 공정). 스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 보관유지, 및 스핀 모터(23)에 의한 기판(W)의 회전은, 액막 배제 공정(스텝 S7)이 종료될 때까지 계속된다. 가드 승강 유닛(74)은, 기판 보관유지 공정이 개시되고 나서 액막 배제 공정(스텝 S7)이 종료될 때까지의 동안, 적어도 하나의 가드(71)가 상측 위치에 위치하도록, 제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)의 높이 위치를 조정한다.When the substrate W is held by the spin chuck 5 , the spin motor 23 rotates the spin base 21 . Thereby, the board|substrate W held horizontally is rotated (substrate rotation process). The holding of the substrate W by the spin chuck 5 and the rotation of the substrate W by the spin motor 23 are continued until the liquid film removing process (step S7) is finished. The guard raising/lowering unit 74 has a first guard 71A such that at least one guard 71 is positioned at an upper position during the period from the start of the substrate holding process until the end of the liquid film removing process (step S7). ) and adjust the height position of the second guard (71B).
다음에, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 외부로 퇴피한 후, 기판(W)의 상면을 약액으로 처리하기 위해 기판(W)의 상면에 약액을 공급하는 약액 공급 공정(스텝 S2)이 개시된다. 구체적으로는, 제1 이동 유닛(31)이, 약액 노즐(8)을 약액 처리 위치로 이동시킨다. 약액 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 약액 노즐(8)이 약액 처리 위치에 위치하는 상태에서, 약액 밸브(50)가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙부를 향해, 약액 노즐(8)로부터 약액이 공급(토출)된다(약액 공급 공정, 약액 토출 공정).Next, after the transfer robot CR is evacuated to the outside of the processing unit 2 , a chemical solution supply process of supplying a chemical solution to the upper surface of the substrate W in order to treat the upper surface of the substrate W with the chemical solution (step S2 ) This is initiated. Specifically, the first moving unit 31 moves the chemical liquid nozzle 8 to the chemical liquid processing position. The chemical liquid processing position is, for example, a central position. In a state where the chemical liquid nozzle 8 is positioned at the chemical liquid processing position, the chemical liquid valve 50 is opened. Accordingly, the chemical solution is supplied (discharged) from the chemical solution nozzle 8 toward the central portion of the upper surface of the substrate W in the rotation state (chemical solution supply step, chemical solution discharge step).
약액 노즐(8)로부터 토출된 약액은, 기판(W)의 상면의 중앙부에 착액(着液)된다. 기판(W)의 상면에 착액한 약액에는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력이 작용한다. 그 때문에, 약액은, 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 널리 퍼지고, 그에 따라, 기판(W)의 상면의 전체가 약액에 의해 처리된다.The chemical liquid discharged from the chemical liquid nozzle 8 lands on the central portion of the upper surface of the substrate W. Centrifugal force due to rotation of the substrate W acts on the chemical liquid deposited on the upper surface of the substrate W. Therefore, the chemical solution spreads over the entire upper surface of the substrate W by centrifugal force, and thus the entire upper surface of the substrate W is treated with the chemical.
약액 노즐(8)로부터의 약액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60초 동안 계속된다. 약액 공급 공정에서, 기판(W)은, 소정의 약액 회전 속도, 예를 들어, 1000rpm으로 회전된다.The supply of the chemical from the chemical liquid nozzle 8 is continued for a predetermined period of time, for example, 60 seconds. In the chemical solution supply process, the substrate W is rotated at a predetermined chemical solution rotation speed, for example, 1000 rpm.
소정 시간의 약액 처리의 후, 기판(W)의 상면을 린스액으로 처리하는 린스 처리(스텝 S3)가 개시된다. 구체적으로는, 약액 밸브(50)가 닫히고, 제1 이동 유닛(31)이 약액 노즐(8)을 퇴피 위치로 이동시킨다. 약액 노즐(8)의 이동이 개시된 후, 제2 이동 유닛(33)이, 린스액 노즐(9)을 린스 처리 위치로 이동시킨다. 린스 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.After the chemical treatment for a predetermined period of time, a rinse treatment (step S3) of treating the upper surface of the substrate W with a rinse liquid is started. Specifically, the chemical liquid valve 50 is closed, and the first moving unit 31 moves the chemical liquid nozzle 8 to the retracted position. After the movement of the chemical liquid nozzle 8 is started, the second moving unit 33 moves the rinse liquid nozzle 9 to the rinse processing position. The rinse treatment position is, for example, a central position.
린스액 노즐(9)이 린스 처리 위치에 위치하는 상태에서, 린스액 밸브(51)가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙부를 향해, 린스액 노즐(9)로부터 린스액이 공급(토출)된다(린스액 공급 공정, 린스액 토출 공정).In a state where the rinse liquid nozzle 9 is positioned at the rinse treatment position, the rinse liquid valve 51 is opened. Accordingly, the rinsing liquid is supplied (discharged) from the rinsing liquid nozzle 9 toward the central portion of the upper surface of the substrate W in the rotating state (rinsing liquid supply process, rinsing liquid ejection process).
린스액 노즐(9)로부터 토출된 린스액은, 기판(W)의 상면의 중앙부에 착액된다. 기판(W)의 상면에 착액한 린스액에는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력이 작용한다. 그 때문에, 린스액은, 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 널리 퍼지고, 그에 따라, 기판(W)의 상면에 존재하는 약액이 린스액으로 치환된다. 즉, 기판(W)의 상면의 전체가 린스액으로 처리된다.The rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 9 lands on the central portion of the upper surface of the substrate W. A centrifugal force due to rotation of the substrate W acts on the rinse liquid lands on the upper surface of the substrate W. For this reason, the rinsing liquid spreads over the entire upper surface of the substrate W by centrifugal force, whereby the chemical liquid existing on the upper surface of the substrate W is replaced by the rinsing liquid. That is, the entire upper surface of the substrate W is treated with the rinse solution.
린스액 노즐(9)로부터의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 15초 동안 계속된다. 린스액 공급 공정에서, 기판(W)은, 소정의 린스액 회전 속도, 예를 들어, 1000rpm으로 회전된다.The supply of the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 9 is continued for a predetermined period of time, for example, 15 seconds. In the rinse solution supply process, the substrate W is rotated at a predetermined rinse solution rotation speed, for example, 1000 rpm.
소정 시간의 린스 처리의 후, 기판(W)의 상면에 존재하는 린스액을 저표면장력 액체로 치환하는 치환 공정(스텝 S4)이 실행된다.After the rinse treatment for a predetermined time, a replacement step (step S4) of replacing the rinse liquid existing on the upper surface of the substrate W with a low surface tension liquid is performed.
치환 공정에서는, 우선, 린스액 밸브(51)가 닫히고, 제2 이동 유닛(33)이 린스액 노즐(9)을 퇴피 위치로 이동시킨다. 린스액 노즐(9)의 이동이 개시된 후, 제3 이동 유닛(35)이, 저표면장력 액체 노즐(10)을 저표면장력 액체 처리 위치로 이동시킨다. 저표면장력 액체 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.In the replacement process, first, the rinse liquid valve 51 is closed, and the second moving unit 33 moves the rinse liquid nozzle 9 to the retracted position. After the movement of the rinse liquid nozzle 9 is started, the third moving unit 35 moves the low surface tension liquid nozzle 10 to the low surface tension liquid processing position. The low surface tension liquid treatment location is, for example, a central location.
저표면장력 액체 노즐(10)이 저표면장력 액체 처리 위치에 위치하는 상태에서, 저표면장력 액체 밸브(52)가 열린다. 이에 따라, 도 8a에 도시한 것처럼, 저표면장력 액체 노즐(10)로부터의 저표면장력 액체의 공급(토출)이 개시되고, 기판(W)의 상면의 중앙부를 향해 저표면장력 액체가 공급된다(저표면장력 액체 공급 공정, 저표면장력 액체 토출 공정).With the low surface tension liquid nozzle 10 positioned in the low surface tension liquid processing position, the low surface tension liquid valve 52 is opened. Accordingly, as shown in Fig. 8A, the supply (discharge) of the low surface tension liquid from the low surface tension liquid nozzle 10 is started, and the low surface tension liquid is supplied toward the center of the upper surface of the substrate W. (low surface tension liquid supply process, low surface tension liquid discharge process).
저표면장력 액체 노즐(10)로부터 토출된 저표면장력 액체는, 기판(W)의 상면의 중앙부에 착액된다. 기판(W)의 상면에 착액한 저표면장력 액체에는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력이 작용한다. 그 때문에, 저표면장력 액체는, 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 널리 퍼지고, 그에 따라, 기판(W)의 상면에 존재하는 린스액이 저표면장력 액체로 치환되어, 기판(W)의 상면의 전체가 저표면장력 액체로 덮인다.The low surface tension liquid discharged from the low surface tension liquid nozzle 10 lands on the central portion of the upper surface of the substrate W. A centrifugal force due to rotation of the substrate W acts on the low surface tension liquid deposited on the upper surface of the substrate W. Therefore, the low surface tension liquid spreads over the ent